建造者模式
建造者模式（Builder Pattern）是将一个复杂对象的构建过程与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示，属于创建型模式。使用建造者模式对于用户而言只需指定需要建造的类型就可以获得对象，建造过程及细节不需要了解。
官方原文：Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.
建造者模式适用于创建对象需要很多步骤，但是步骤的顺序不一定固定。如果一个对象有非常复杂的内部结构（很多属性），可以将复杂对象的创建和使用进行分离。
先来看一下建造者模式的类图：建造者模式的设计中主要有四个角色：
1、产品（Product）:要创建的产品类对象
2、建造者抽象（Builder）：建造者的抽象类，规范产品对象的各个组成部分的建造，一般由子类实现具体的建造过程。
3、建造者（ConcreteBuilder）:具体的 Builder 类，根据不同的业务逻辑，具体化对象的各个组成部分的创建。
4、调用者（Director）：调用具体的建造者，来创建对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分
完整创建或按某种顺序创建。
建造者模式的应用场景
建造者模式适用于一个具有较多的零件的复杂产品的创建过程，由于需求的变化，组成这个复杂产品的各个零件经常猛烈变化，但是它们的组合方式却相对稳定。
建造者模式适用于以下几种场景：
1 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果时
2 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同。
3 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生不同的作用。
4 当初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值时。
建造者模式的基本写法
以课程为例，一个完整的课程需要由 PPT 课件、回放视频、课堂笔记、课后作业组成，但是这些内容的设置顺序可以随意调整，我们用建造者模式来代入理解一下。首先创建一个需要构造的产品类 Course：
import lombok.Data;
/**
* Created by vincent.
*/
@Data
public class Course {
private String name;
private String ppt;
private String video;
private String note;
private String homework;
@Override
public String toString() {
return "CourseBuilder{" +
"name='" + name + '\'' +
", ppt='" + ppt + '\'' +
", video='" + video + '\'' +
", note='" + note + '\'' +
", homework='" + homework + '\'' +
'}';
}
}
然后创建建造者类 CourseBuilder，将复杂的构造过程封装起来，构造步骤由用户决定：
/**
* Created by vincent.
*/
public class CourseBuilder {
private Course course = new Course();
public void addName(String name) {
course.setName(name);
}
public void addPPT(String ppt) {
course.setPpt(ppt);
}
public void addVideo(String video) {
course.setVideo(video);
}
public void addNote(String note) {
course.setNote(note);
}
public void addHomework(String homework) {
course.setHomework(homework);
}
public Course build() {
return course;
}
}
编写测试类：
public static void main(String[] args) {
CourseBuilder builder = new CourseBuilder();
builder.addName("设计模式");
builder.addPPT("【PPT 课件】");
builder.addVideo("【回放视频】");
builder.addNote("【课堂笔记】");
builder.addHomework("【课后作业】");
System.out.println(builder.build());
}
建造者模式的链式写法
在平时的应用中，建造者模式通常是采用链式编程的方式构造对象，下面来一下演示代码，修改 CourseBuilder 类，将 Course 变为 CourseBuilder 的内部类：
import lombok.Data;
/**
* Created by vincent.
*/
public class CourseBuilder {
@Data
public class Course {
private String name;
private String ppt;
private String video;
private String note;
private String homework;
@Override
public String toString() {
return "CourseBuilder{" +
"name='" + name + '\'' +
", ppt='" + ppt + '\'' +
", video='" + video + '\'' +
", note='" + note + '\'' +
", homework='" + homework + '\'' +
'}';
}
}
}
然后，将构造步骤添加进去，每完成一个步骤，都返回 this：
import lombok.Data;
/**
* Created by vincent.
*/
public class CourseBuilder {
private Course course = new Course();
public CourseBuilder addName(String name) {
course.setName(name);
return this;
}
public CourseBuilder addPPT(String ppt) {
course.setPpt(ppt);
return this;
}
public CourseBuilder addVideo(String video) {
course.setVideo(video);
return this;
}
public CourseBuilder addNote(String note) {
course.setNote(note);
return this;
}
public CourseBuilder addHomework(String homework) {
course.setHomework(homework);
return this;
}
public Course build() {
return this.course;
}
@Data
public class Course {
private String name;
private String ppt;
private String video;
private String note;
private String homework;
@Override
public String toString() {
return "CourseBuilder{" +
"name='" + name + '\'' +
", ppt='" + ppt + '\'' +
", video='" + video + '\'' +
", note='" + note + '\'' +
", homework='" + homework + '\'' +
'}';
}
}
}
客户端使用：
public static void main(String[] args) {
CourseBuilder builder = new CourseBuilder()
.addName("设计模式")
.addPPT("【PPT 课件】")
.addVideo("【回放视频】")
.addNote("【课堂笔记】")
.addHomework("【课后作业】");
System.out.println(builder.build());
}
建造者模式应用案例
这个案例参考了开源框架 JPA 的 SQL 构造模式。是否记得我们在构造 SQL 查询条件的时候，需要根据不同的条件来拼接 SQL 字符串。如果查询条件复杂的时候，我们 SQL
拼接的过程也会变得非常复杂，从而给我们的代码维护带来非常大的困难。因此，我们用建造者类QueryRuleSqlBuilder 将复杂的构造 SQL 过程进行封装，用 QueryRule 对象专门保存 SQL 查询时的条件，最后根据查询条件，自动生成 SQL 语句。
建造者模式在源码中的体现
下面来看建造者模式在哪些源码中有应用呢？
首先来看 JDK 的StringBuilder，它提供 append()方法，给我们开放构造步骤，最后调用 toString()方法就可以获得一个构造好的完整字符串，源码如下：
public final class StringBuilder
extends AbstractStringBuilder
implements java.io.Serializable, CharSequence {
...
public StringBuilder append(String str) {
super.append(str);
return this;
}
...
}
建造者模式的优缺点
建造者模式的优点：
1、封装性好，创建和使用分离；
2、扩展性好，建造类之间独立、一定程度上解耦。
建造者模式的缺点：
1、产生多余的 Builder 对象；
2、产品内部发生变化，建造者都要修改，成本较大。
建造者模式和工厂模式的区别
1、建造者模式更加注重方法的调用顺序，工厂模式注重于创建对象。
2、创建对象的力度不同，建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，工厂模式创建出来的都一样。
3、关注重点不一样，工厂模式模式只需要把对象创建出来就可以了，而建造者模式中不仅要创建出这个对象，还要知道这个对象由哪些部件组成。
4、建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终的对象部件组成也不一样。