Java建造者模式详解

前言

在生活中，有这么一种场景，当需要去4S店买车时，会根据个人的预算，卖家会给你推荐同一个品牌的相应的低配，中配或高配版，在网上购买毕笔记本时也会遇到类似的情况，但不管是汽车也好，还是电脑，它们基本的功能都是具备的，但是内部使用的材料不同造成最终搭配出来的效果不一样，映射到设计模式上，就是一个典型的建造者设计模式

建造者设计模式

• 使用多个简单的对象一步步构建成一个复杂的对象，即将一个复杂对象的构建与表示进行分离，使得同样的构建过程存在多种表示（即电脑可以有多条组装线，A线组装低配电脑，B线组装高配电脑）
• 允许用户只需要指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，不需要知道构建内容的具体细节（比如上述以购买笔记本电脑为例，用户只需选择自己的配置类型是低或中或高配类型即可）

建造者模式核心组成结构

• Builder：抽象建造者，统一定义多个通用方法和构建产品的方法
• ConcreteBuilder：具体建造者，可以有多个
• Director：总指挥，控制整个产品的组装过程，将需求交给建造者，由建造者创建对象
• Product：产品角色

下面用一张简单的图表示该模式下各个角色的位置

代码演示

本文以组装笔记本电脑为例说明

1、具体的产品，Computer

@Data
@Setter
@Getter
@ToString
public class Computer {

    private String cpu;
    private String memory;
    private String mainboard;
    private String disk;
    private String power;

}

2、Builder，定义构建产品的通用方法

public interface Builder {

    void buildCpu();

    void buildMainBoard();

    void buildDisk();

    void buildPower();

    void buildMemory();

    Computer createComputer();
}

3、具体的产品构建者，创建两个类，分别创建低配版电脑和高配版电脑

低配版电脑

public class LowLevelBuilder implements Builder{

private Computer computer = new Computer();

@Override
public void buildCpu() {
    computer.setCpu("低配版 CPU");
}

@Override
public void buildMainBoard() {
    computer.setMainboard("低配版 主板");
}

@Override
public void buildDisk() {
    computer.setDisk("低配版 硬盘");
}

@Override
public void buildPower() {
    computer.setPower("低配版 电源");
}

@Override
public void buildMemory() {
    computer.setMemory("低配版 内存");
}

@Override
public Computer createComputer() {
    return computer;
}

}

高配版电脑

public class HighLevelBuilder implements Builder{

    private Computer computer = new Computer();

    @Override
    public void buildCpu() {
        computer.setCpu("高配版 CPU");
    }

    @Override
    public void buildMainBoard() {
        computer.setMainboard("高配版 主板");
    }

    @Override
    public void buildDisk() {
        computer.setDisk("高配版 硬盘");
    }

    @Override
    public void buildPower() {
        computer.setPower("高配版 电源");
    }

    @Override
    public void buildMemory() {
        computer.setMemory("高配版 内存");
    }

    @Override
    public Computer createComputer() {
        return computer;
    }

}

4、总指挥，负责根据用户需求，创建指定类型（低配或高配）的电脑

public class ComputerDirector {

    public Computer createComputer(Builder builder){
        builder.buildCpu();
        builder.buildMainBoard();
        builder.buildDisk();
        builder.buildPower();
        builder.buildMemory();
        return builder.createComputer();
    }
}

说明：

总指挥的角色，可以将产品和创建的过程进行解耦，使用相同的创建过程就可以创建不同的产品，控制产品的生产过程，即只负责组装，相当于是简单调用接口中的组装方法，具体的实现细节由各个builder去操作

测试：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        ComputerDirector director = new ComputerDirector();
        Computer computer1 = director.createComputer(new HighLevelBuilder());
        System.out.println(computer1.toString());

        System.out.println();

        Computer computer2 = director.createComputer(new LowLevelBuilder());
        System.out.println(computer2.toString());
    }
}

通过这种方式就可以达到根据需求产生同一类产品不同规格的需求

建造者设计模式优点：

• 客户端不必知道产品内部的组成细节，从而将产品的本身与产品的创建过程进行分离
• 逻辑结构比较清晰简单，开发者的学习和理解都较为容易
• 每个具体的创建者都相对独立，之间互不影响，从而方便各个建造者更好的关注自己的产品创建过程
• 新增的具体建造者无需修改原有的代码，符合开闭原则
• 建造者设计模式如果结合链式编程来使用，可以使代码更优雅

缺点：

• 使用建造者模式创建的产品一般来说具有较多的共同的特点，如果产品的差异较大使用起来并不是很好
• 每新增一种规则的产品，需要添加新的建造者，一定程度上会让代码越来越臃肿