23种设计模式之_构建者模式

前言

构建者模式用的地方比较常见，Retrofit 类嵌套 Builder的实现就一种建造者模式，将复杂对象的创建和表示进行分离。理解构建者模式的定义能够灵活的运用。

设计模式的熟练掌握，能够更容易理解系统的底层架构实现。

一、什么是构建者模式

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使用同样的构建过程可以创建不同的表示。

个人理解：构建者模式就是通过一个公共调配类，根据不同的需求，去调配已经实现的不同功能函数，拼装成不同产品的一种创建型设计模式

类图

二、建造者模式几个角色

1.CarModel

定义产品的所有属性

2.CarBuilder构建

规范产品的组建，一般是由子类实现。

3.Dirctor类

负责安排已有模块的顺序，然后告诉Builder开始建造

4.bmw/benz Builder具体建造者

实现抽象类定义的所有方法，并且返回一个组建好的对象。

5.CarModel 实现类

具体的产品类

三、建造者模式使用场景

产品类非常的复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，

四、工厂模式与建造者模式比较

建造者模式最主要功能是基本方法的调用顺序安排，也就是这些基本方
法已经实现了；而工厂方法则重点是创建，你要什么对象我创造一个对象出来，组装顺序则不是他关心的。

五、代码分析

建造者模式最主要功能是基本方法的调用顺序安排，也就是这些基本方
法已经实现了；而工厂方法则重点是创建，你要什么对象我创造一个对象出来，组装顺序则不是他关心的

这里引用设计模式中的列子进行复述：先看uml类图

产品需求:
造两种不同类型的汽车，汽车的功能有，run（），start（），stop（），alarm（），engineBoom（），这五种，然后客户希望可以汽车的启动顺序不同，也就是5种具体的功能不同排列。

/**
* * I'm glad to share my knowledge with you all.
* 定义一个车辆模型的抽象类，所有的车辆模型都继承这里类
*/
public abstract class CarModel {
//这个参数是各个基本方法执行的顺序
private ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>();
/*
* 模型是启动开始跑了
*/
protected abstract void start();
//能发动，那还要能停下来，那才是真本事
protected abstract void stop();
//喇叭会出声音，是滴滴叫，还是哔哔叫
protected abstract void alarm();
//引擎会轰隆隆的响，不响那是假的
protected abstract void engineBoom();
//那模型应该会跑吧，别管是人推的，还是电力驱动，总之要会跑
final public void run() {
//循环一遍，谁在前，就先执行谁
for(int i=0;i<this.sequence.size();i++){
String actionName = this.sequence.get(i);
if(actionName.equalsIgnoreCase("start")){ //如果是start关键字，
this.start(); //开启汽车
}else if(actionName.equalsIgnoreCase("stop")){ //如果是stop关键字
this.stop(); //停止汽车
}else if(actionName.equalsIgnoreCase("alarm")){ //如果是alarm关键字
this.alarm(); //喇叭开始叫了
}else if(actionName.equalsIgnoreCase("engine boom")){ //如果是engine
boom关键字
this.engineBoom(); //引擎开始轰鸣

}
}
}
//把传递过来的值传递到类内
final public void setSequence(ArrayList<String> sequence){
this.sequence = sequence;
}
}

其中 setSequence 方法是允许客户自己设置一个顺序，是要先跑起来在有引擎声音还是先有引擎声音再
跑起来，还是说那个喇叭就不要响，对于一个具体的模型永远都固定的，那这个事由牛叉告诉我们，有 1W 件事
这样的， 1W 件事那样的顺序，目前的设计都能满足这个要求。
run 方法使用了一个数组的遍历，确定那个是先执行，程序比较简单，不多说了，我们继续看两个实现类，
先看 BenzModel.java 程序：

package com.cbf4life;
/**
* * I'm glad to share my knowledge with you all.
* 奔驰车模型
*/
public class BenzModel extends CarModel {
@Override
protected void alarm() {
System.out.println("奔驰车的喇叭声音是这个样子的...");
}
@Override
protected void engineBoom() {
System.out.println("奔驰车的引擎是这个声音的...");
}
@Override


protected void start() {
System.out.println("奔驰车跑起来是这个样子的...");
}
@Override
protected void stop() {
System.out.println("奔驰车应该这样停车...");
}
}

没啥特别的，不多说，再看 BMWModel.java 程序：

package com.cbf4life;
/**
* * I'm glad to share my knowledge with you all.
* 宝马车模型
*/
public class BMWModel extends CarModel {
@Override
protected void alarm() {
System.out.println("宝马车的喇叭声音是这个样子的...");
}
@Override
protected void engineBoom() {
System.out.println("宝马车的引擎是这个声音的...");
}
@Override
protected void start() {
System.out.println("宝马车跑起来是这个样子的...");
}
@Override

protected void stop() {
System.out.println("宝马车应该这样停车...");
}
}

两个实现类都完成，我们再来看牛叉公司要的要求，我先要 1 个奔驰的模型，这个模型的要求是跑的时候，
先发动引擎，然后再挂档启动，然后停下来，不需要喇叭，那怎么实现呢：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 最终客户开始使用这个模型
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
/*
* 客户告诉牛叉公司，我要这样一个模型，然后牛叉公司就告诉我老大
* 说要这样一个模型，这样一个顺序，然后我就来制造
*/
BenzModel benz = new BenzModel();
ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>(); //存放run的顺序
sequence.add("engine boom"); //客户要求， run的时候时候先发动引擎
sequence.add("start"); //启动起来
sequence.add("stop"); //开了一段就停下来
//然后我们把这个顺序给奔驰车：
benz.setSequence(sequence);
benz.run();

执行结果：

看，满足了牛叉公司的需求了，满足完了，还要下一个需求呀，然后是第 2 件宝马模型，只要启动，停止，
其他的什么都不要，第 3 件模型，先喇叭，然后启动，然后停止，第 4 件…，直到把你逼疯为止，那怎么办？
我们修改程序，满足这种变态需求，好，看我如何修改，先修改类图：

增加了一个 CarBuilder 的抽象类，以及两个实现类，其目的是你要什么排列顺序的车，我就给你什么顺
序的车，那我们先看 CarBuilder.java 抽象类的程序：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 要什么顺序的车，你说，我给建造出来
*/
public abstract class CarBuilder {
//建造一个模型，你要给我一个顺序要，就是组装顺序
public abstract void setSequence(ArrayList<String> sequence);

//设置完毕顺序后，就可以直接拿到这个车辆模型
public abstract CarModel getCarModel();
}

这个抽象类比较简单，程序上也以后注释说明，不多说，我们看两个实现类，先看 BenzBuilder.java
的程序代码：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 各种设施都给了，我们按照一定的顺序制造一个奔驰车
*/
public class BenzBuilder extends CarBuilder {
private BenzModel benz = new BenzModel();
@Override
public CarModel getCarModel() {
return this.benz;
}
@Override
public void setSequence(ArrayList<String> sequence) {
this.benz.setSequence(sequence);
}
}

下面是 BMWBuilder.java 程序

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* @author cbf4Life [email protected]
* I'm glad to share my knowledge with you all.

* 给定一个顺序，返回一个宝马车
*/
public class BMWBuilder extends CarBuilder {
private BMWModel bmw = new BMWModel();
@Override
public CarModel getCarModel() {
return this.bmw;
}
@Override
public void setSequence(ArrayList<String> sequence) {
this.bmw.setSequence(sequence);
}

}简单，很实用，这就是我最希望的，简单而又实用，我欣赏这样的程序员。那我们再来看我们
Client.java 程序的修改：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 最终客户开始使用这个模型
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
/*
* 客户告诉牛叉公司，我要这样一个模型，然后牛叉公司就告诉我老大
* 说要这样一个模型，这样一个顺序，然后我就来制造
*/
ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>(); //存放run的顺序
sequence.add("engine boom"); //客户要求， run的时候时候先发动引擎
sequence.add("start"); //启动起来
sequence.add("stop"); //开了一段就停下来
//要一个奔驰车：

BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
//把顺序给这个builder类，制造出这样一个车出来
benzBuilder.setSequence(sequence);
//制造出一个奔驰车
BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel();
//奔驰车跑一下看看
benz.run();
}
}

运行结果如下：

奔驰车的引擎是这个声音的…
奔驰车跑起来是这个样子的…
奔驰车应该这样停车…

那如果我再想要个同样顺序的宝马车呢？很简单， Client.java 程序如下：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 最终客户开始使用这个模型
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>(); //存放run的顺序
sequence.add("engine boom"); //客户要求， run的时候时候先发动引擎
sequence.add("start"); //启动起来
sequence.add("stop"); //开了一段就挺下来
//要一个奔驰车：
BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
//把顺序给这个builder类，制造出这样一个车出来
benzBuilder.setSequence(sequence);

//制造出一个奔驰车
BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel();
//奔驰车跑一下看看
benz.run();
//按照同样的顺序，我再要一个宝马
BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder();
bmwBuilder.setSequence(sequence);
BMWModel bmw = (BMWModel)bmwBuilder.getCarModel();
bmw.run();
}
}

运行结果如下：

奔驰车的引擎是这个声音的…
奔驰车跑起来是这个样子的…
奔驰车应该这样停车…
宝马车的引擎是这个声音的…
宝马车跑起来是这个样子的…
宝马车应该这样停车…

看，是不是比刚开始直接访问产品类(Procuct)简单了很多吧，那这有个这样的需求，这四个过程
（ start,stop,alarm,engineBoom）按照排列组合有很多种，那我们怎么满足这种需求呢？也就是要有个类
来安排这几个方法组合，就像导演安排演员一样，那个先出场那个后出场，那个不出场，我们这个也叫导演类，

增加了 Director 类，这个类是做了层封装，类中的方法说明如下：
A 型号的奔驰车辆模型是只有启动（ start）、停止(stop)方法，其他的引擎声音、喇叭都没有;
B 型号的奔驰车是先发动引擎（ engine boom） ,然后启动(star),再然后停车(stop),没有喇叭；
C 型号的宝马车是先喇叭叫一下（ alarm），然后（ start） ,再然后是停车(stop)，引擎不轰鸣；
D 型号的宝马车就一个启动(start)，然后一路跑到黑，永动机，没有停止方法，没有喇叭，没有引擎轰鸣；
E 型号、 F 型号…等等，可以有很多， 启动(start)、停止(stop)、喇叭(alarm)、引擎轰鸣(engine boom)
这四个方法在这个类中可以随意的自由组合，有几种呢？好像是排列组合，这个不会算，高中数学没学好，反正
有很多种了，这里都可以实现。
我们看一下代码实现， Director.java 代码如下：

package com.cbf4life;
import java.util.ArrayList;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.
* 导演安排顺序，生产车辆模型
*/
public class Director {
private ArrayList<String> sequence = new ArrayList();
private BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();

private BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder();
/*
* A类型的奔驰车模型，先start,然后stop,其他什么引擎了，喇叭一概没有
*/
public BenzModel getABenzModel(){
//清理场景，这里是一些初级程序员不注意的地方
this.sequence.clear();
//这只ABenzModel的执行顺序
this.sequence.add("start");
this.sequence.add("stop");
//按照顺序返回一个奔驰车
this.benzBuilder.setSequence(this.sequence);
return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel();
}
/*
* B型号的奔驰车模型，是先发动引擎，然后启动，然后停止，没有喇叭
*/
public BenzModel getBBenzModel(){
this.sequence.clear();
this.sequence.add("engine boom");
this.sequence.add("start");
this.sequence.add("stop");
this.benzBuilder.setSequence(this.sequence);
return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel();
}
/*
* C型号的宝马车是先按下喇叭（炫耀嘛），然后启动，然后停止
*/
public BMWModel getCBMWModel(){
this.sequence.clear();
this.sequence.add("alarm");
this.sequence.add("start");
this.sequence.add("stop");
this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence);

return (BMWModel)this.bmwBuilder.getCarModel();
}
/*
* D类型的宝马车只有一个功能，就是跑，启动起来就跑，永远不停止，牛叉
*/
public BMWModel getDBMWModel(){
this.sequence.clear();
this.sequence.add("start");
this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence);
return (BMWModel)this.benzBuilder.getCarModel();
}

/*

• 这里还可以有很多方法，你可以先停止，然后再启动，或者一直停着不动，静态的嘛
• 导演类嘛，按照什么顺序是导演说了算

然后 Client 程序就只与 Director 打交道了，牛叉公司要 A 类型的奔驰车 1W 辆， B 类型的奔驰车 100W
辆， C 类型的宝马车 1000W 辆， D 类型的我不要：

package com.cbf4life;
/**
* I'm glad to share my knowledge with you all.

* 这里是牛叉公司的天下，他要啥我们给啥
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
//1W辆A类型的奔驰车
for(int i=0;i<10000;i++){
director.getABenzModel().run();
}
//100W辆B类型的奔驰车
for(int i=0;i<1000000;i++){
director.getBBenzModel().run();
}
//1000W量C类型的宝马车
for(int i=0;i<10000000;i++){
director.getCBMWModel().run();
}
}
}

清晰，简单吧，我们写程序重构的最终目的就是这个，简单，清晰，代码是让人看的，不是写完就完

整个设计模式的演进是很清晰明了的，从开始的简单实现，到增加Builder 根据传入的启动顺序来构建不同的CarModel，然后增加Dirctor类进行统一管理，最后client只需要直接和Drictor类进行打交道就可以，不但解耦而且使类的职责更清晰明了。

引用： 构建者设计模式 http://blog.csdn.net/yuanlong_zheng/article/details/7567694
23中设计模式Pdf