GOF23设计模式-创建型模式3-建造者模式

建造者模式的本质

• 分离了对象子组件的单独构造（由Builder来负责）和装配（由Director负责）。从而可以构造出复杂的对象。此模式适用于构建某个具有复杂过程的对象。
• 由于实现了构建和装配的解耦。不同的构建器，相同的装配，也可以做出不同的对象；相同的构建器，不同的装配顺序，也可以做出不同的对象。也就是实现了构建算法、装配算法的解耦，实现了更好的复用。
• 一般与工厂模式合作使用。零件来自工厂创建，由构建器组装。

建造者模式使用场景

• 要建造一个复杂的产品，比如：神舟飞船、苹果手机，那这些复杂产品的创建，就有这样一个问题需要处理：装配这些子组件的步骤问题？
• 实际开发中，我们所需要的对象构建时，也很复杂，需要很多步骤需要处理时。

飞船建造

我们在这里假设要建造一宇宙飞船AirShip，它具有发动机Engine，轨道舱OrbitalModule，逃逸塔EscapeTower，代码如下：

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--发动机类
 */
public class Engine {
    private String name;
    public Engine(String name) {
        this.name = name;
    }
    //getter/setter略
}

**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--轨道舱类
 */
public class OrbitalModule {
    private String name;
    public OrbitalModule(String name) {
        this.name = name;
    }
    //getter/setter略
}

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--逃逸塔类
 */
public class EscapeTower {
    private String name;
    public EscapeTower(String name) {
        this.name = name;
    }
    //getter/setter略
}

/**
 * User：tumbler
 * Desc：构建者模式--宇宙飞船类
 */
public class AirShip {
    private OrbitalModule orbitalModule; // 轨道舱
    private Engine engine;               // 发动机
    private EscapeTower escapeTower;     //逃逸塔
    public void launch(){
        System.out.println("发射！！！");
    }
    //getter/setter略
}

那么我们客户端并不需要知道这些细节，它只要告诉我需要什么牌的飞船，你建造者给我造就行了，那么就需要一个构造器接口AirShipBuilder，一个组装器接口AirShipDirector。我们再建两个实现类不倒翁牌的飞船构造器和组装器，代码如下：

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--飞船构造器接口
 */
public interface AirShipBuilder {
    /**
    * 建造具体发动机
    */
    Engine builderEngine();
    OrbitalModule builderOrbitalModule();
    EscapeTower builderEscapeTower();
}

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--建造不倒翁牌飞船
 */
public class TumblerAirShipBuilder implements AirShipBuilder {
    @Override
    public Engine builderEngine() {
        System.out.println("构建不倒翁牌发动机...");
        return new Engine("不倒翁牌发动机！"); //这里可以结合使用单例模式或者工厂模式
    }

    @Override
    public OrbitalModule builderOrbitalModule() {
        System.out.println("构建不倒翁牌轨道舱...");
        return new OrbitalModule("不倒翁牌轨道舱！");
    }

    @Override
    public EscapeTower builderEscapeTower() {
        System.out.println("构建不倒翁牌逃逸塔...");
        return new EscapeTower("不倒翁牌逃逸塔！");
    }
}

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造者模式--组装器接口
 */
public interface AirShipDirector {
    /**
     * 组装飞船对象
     * @return
     */
    AirShip directAirShip();
}

/**
 * User：tumbler
 * Desc：构建者模式--不倒翁牌组装器
 */
public class TumblerAirShipDirector implements AirShipDirector{
    // 使用构建器
    private AirShipBuilder builder;

    public TumblerAirShipDirector(AirShipBuilder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    @Override
    public AirShip directAirShip() {
        Engine engine = builder.builderEngine();
        OrbitalModule orbitalModule = builder.builderOrbitalModule();
        EscapeTower escapeTower = builder.builderEscapeTower();
        AirShip airShip = new AirShip();
        airShip.setEngine(engine);
        airShip.setEscapeTower(escapeTower);
        airShip.setOrbitalModule(orbitalModule);
        return airShip;
    }
}

客户端调用来获得不倒翁牌飞船：

/**
 * User：tumbler
 * Desc：建造这模式--客户端测试
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AirShipDirector director = new TumblerAirShipDirector(new TumblerAirShipBuilder());
        AirShip airShip = director.directAirShip();
        airShip.launch(); //飞船创建成功，调用方法
    }
}

飞船构造UML图

组装过程如此复杂，但是客户端调用却变得简单。

常见应用

• StringBuilder类的append方法
• SQL中的PreparedStatement
• JDOM中，DomBuilder、SAXBuilder