设计模式之建造者模式(创建型)

模式定义

建造者模式属于23种设计模式中的创建型模式，可以理解为创建对象的一种很好的方法。

所谓建造者模式就是将组件和组件的组件过程分开，然后一步一步建造一个复杂的对象。所以建造者模式又叫生成器模式。
建造者模式类图
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模式结构

建造者模式包含如下角色
Builder：抽象建造者
ConcreteBuilder：具体建造者
Director：指挥者
Product：产品角色

如果系统只需要一个具体的建造者类的时候，可以省略抽象建造者，有时候指挥者类也可以省略，让建造者类同时充当指挥者和建造者

简单实例

下面给出一个简单例子

产品角色类

public class Product
{
    private String partA;
    private String partB;
    private String partC;
    //...省略set、get方法
}

抽象建造者类定义了产品的创建方法和返回方法

public abstract class Builder
{
    protected Product product=new Product();
    
    public abstract void buildPartA();
    public abstract void buildPartB();
    public abstract void buildPartC();
    
    public Product getResult()
    {
        return product;
    }

具体建造者类，实现抽象建造者类接口

public class ConcreteBuilder implements Builder {

　　Part partA, partB, partC; 
　　public void buildPartA() {
　　　　//这里是具体如何构建partA的代码

　　}; 
　　public void buildPartB() { 
　　　　//这里是具体如何构建partB的代码
　　}; 
　　 public void buildPartC() { 
　　　　//这里是具体如何构建partB的代码
　　}; 
　　 public Product getResult() { 
　　　　//返回最后组装成品结果
　　}; 

}

指挥者类，一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程

public class Director
{
    private Builder builder;
    
    public Director(Builder builder)
    {
        this.builder=builder;
    }
    
    public void setBuilder(Builder builder)
    {
        this.builder=builer;
    }
    
    public Product construct()
    {
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
        builder.buildPartC();
        return builder.getResult();
    }
} 

然后客户端调用，在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可

Builder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director(builder);
Product product = director.construct();

应用

最常见的就是StringBuilder；

JDBC的PreparedStatement类

蚂蚁金服的蚂蚁庄园小鸡的装扮实现可以通过建造者模式设计

优缺点

优点：
客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦。

增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。

缺点：
如果内部建造组件的方法经常变动，这种情况就不适合建造者模式了

建造者模式虽然很好的解耦，但是和单例模式比起来，可能造成过多的创建类对象，给JVM造成负载，当然在适当的场景应用也是可以提高性能的，比如StringBuilder的应用

模式比较

通过学习，我们发现建造模式和抽象工厂模式似乎有点类似，所以我们对比一下两种模式

抽象工厂模式：在客户端调用时，只是实例工厂类，然后调用工厂类对应的方法
建造者模式：在客户端调用时，可以通过指挥者指挥生成对象，返回的是一个完整的对象

参考教程

建造者模式

设计模式之禅

23种设计模式