设计模式之建造者模式

盖房项目需求

1. 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
2. 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的.
3. 请编写程序，完成需求.

传统方式解决盖房需求

1. 思路分析(图解)

2. 代码展示

   • 根据类图，创建抽象类
   • 创建CommonHouse类继承抽象类
   • 创建客户端

package com.lh.builder;

public abstract class AbstractHouse {

	//打地基
	public abstract void buildBasic();
	
	//砌墙
	public abstract void buildWalls();
	
	//封顶
	public abstract void roofed();
	
	public void build() {
		//顺序输出
		buildBasic();
		buildWalls();
		roofed();
	}
}

package com.lh.builder;

public class CommonHouse extends AbstractHouse{

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("普通房子打地基");	
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("普通房子砌墙");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("普通房子封顶");
	}
}

package com.lh.builder;

public class Client {

	public static void main(String[] args) {
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		commonHouse.build();	
	}
}

传统方式的问题分析

1. 优点是比较好理解，简单易操作。

2. 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好. 也就是说，这种设计方案，把产品(即：房子) 和 创建产品的过程(即：建房子流程) 封装在一起，耦合性增强了。

3. 解决方案：将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式.

建造者模式概述

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，用于将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，从而使得同样的构建过程可以创建不同的表示。这种模式的主要目标是将一个复杂对象的构建步骤进行解耦，使得构建过程更加灵活，并且可以通过不同的步骤组合来创建不同的对象。

基本上，建造者模式将对象的构建过程分为多个步骤，每个步骤由一个具体的建造者类负责实现。然后，一个指挥者类负责协调这些建造者，按照特定的顺序和组合来执行建造步骤，最终生成所需的复杂对象。

是建造者模式的四个角色

产品（Product）：表示正在构建的复杂对象。该对象由不同部分组成，建造者模式将对象的创建和表示分离，使得可以创建不同部分组合的产品。

抽象建造者（Abstract Builder）：定义了构建产品的抽象接口/抽象类，包括各个部分的构建方法，以及返回产品的方法。

具体建造者（Concrete Builder）：实现了抽象建造者的接口/抽象类，负责实际构建产品的各个部分。每个具体建造者可以有不同的实现，用于构建不同的产品组合。

指挥者（Director）：负责协调具体建造者的执行顺序，以及执行建造的步骤。客户端通过指挥者来创建产品，而不需要直接与具体建造者交互。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

建造者模式原理类图

建造者模式解决盖房需求应用实例

1. 需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们
   使用建造者模式(Builder Pattern)来完成
2. 思路分析图解(类图)

3. 代码实现

产品 ——> 也就是房子

package com.lh.builder.improve;

//-> 产品
public class House {
	
	private String baise;//打地基
	private String wall; //砌墙
	private String roofed; //封顶
	
	public String getBaise() {
		return baise;
	}
	public void setBaise(String baise) {
		this.baise = baise;
	}
	public String getWall() {
		return wall;
	}
	public void setWall(String wall) {
		this.wall = wall;
	}
	public String getRoofed() {
		return roofed;
	}
	public void setRoofed(String roofed) {
		this.roofed = roofed;
	}
}

建造者

package com.lh.builder.improve;

//抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {
	
	public House house = new House();
	
	//将建造的流程写好，抽象的方法
	public abstract void buildBasic();
	public abstract void buildWalls();
	public abstract void roofed();
	
	//建造房子好，将产品（房子）返回
	public House buildHouse() {
		return house;
	}
}

指挥者

package com.lh.builder.improve;

public class HouseDirector {

	HouseBuilder houseBuilder = null;
	
	//构造器传入
	public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	//set传入
	public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
		this.houseBuilder = houseBuilder;
	}
	
	//如何处理建造房子的流程，交给指挥者
	public House constructHouse() {
		houseBuilder.buildBasic();
		houseBuilder.buildWalls();
		houseBuilder.roofed();
		
		return houseBuilder.buildHouse();
	}
}

房子的类型

package com.lh.builder.improve;

public class CommonHouse extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("普通房子打地基5米");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("普通房子砌墙10cm");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("普通房子屋顶");
	}
}

package com.lh.builder.improve;

public class HighBuilding extends HouseBuilder{

	@Override
	public void buildBasic() {
		System.out.println("高楼打地基100m");
	}

	@Override
	public void buildWalls() {
		System.out.println("高楼的砌墙20cm");
	}

	@Override
	public void roofed() {
		System.out.println("高楼的透明屋顶");
	}
}

客户端：

package com.lh.builder.improve;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {

		//盖普通房子
		CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
		
		//准备创建房子的指挥者
		HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
		houseDirector.constructHouse();
		
		System.out.println("--------------");
		
		//盖高楼房子
		HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
		
		//准备创建房子的指挥者
		HouseDirector houseDirector2 = new HouseDirector(highBuilding);
		houseDirector2.constructHouse();
	}
}

建造者模式的注意事项和细节

1. 客户端(使用程序)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，使得相同的创建过程可
   以创建不同的产品对象

2. 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具
   体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象

3. 可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，
   也更方便使用程序来控制创建过程

4. 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”

5. 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使
   用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。

6. 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大，因
   此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.

7. 抽象工厂模式 VS 建造者模式
   抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分类维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品