Java设计模式（四）之创建型模式：建造者模式

一、定义：

建造者模式将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的UML结构图：

建造者模式主要包含四个角色：

       Builder：抽象建造者。它声明为创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。
       ConcreteBuilder：具体建造者，实现Builder抽象接口，构建和装配各个部件，定义并明确它所创建的表示，并提供一个检索产品的接口。
       Director：指挥者。构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象，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。
       Product：产品角色。表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程，包含定义组成部件的类，包括将这些部件装配成最终产品的接口。

二、模式的实现：

KFC里面一般都有好几种可供客户选择的套餐，它可以根据客户所点的套餐，然后在后面做这些套餐，返回给客户的事一个完整的、美好的套餐。下面我们将会模拟这个过程，我们约定套餐主要包含汉堡、薯条、可乐、鸡腿等等组成部分，使用不同的组成部分就可以构建出不同的套餐。

首先是套餐类：

public class Meal {
    private String food;
    private String drink;
 
    public String getFood() {
        return food;
    }
 
    public void setFood(String food) {
        this.food = food;
    }
 
    public String getDrink() {
        return drink;
    }
 
    public void setDrink(String drink) {
        this.drink = drink;
    }
}

套餐构造器：

public abstract class MealBuilder {
    Meal meal = new Meal();
    
    public abstract void buildFood();
    
    public abstract void buildDrink();
    
    public Meal getMeal(){
        return meal;
    }
}

套餐A、套餐B。这个两个套餐都是实现抽象套餐类：

public class MealA extends MealBuilder{
 
    public void buildDrink() {
        meal.setDrink("一杯可乐");
    }
 
    public void buildFood() {
        meal.setFood("一盒薯条");
    }
 
}

public class MealB extends MealBuilder{
 
    public void buildDrink() {
        meal.setDrink("一杯柠檬果汁");
    }
 
    public void buildFood() {
        meal.setFood("三个鸡翅");
    }
 
}

  最后是KFC的服务员，它相当于一个指挥者，它决定了套餐是的实现过程，然后给你一个完美的套餐。

public class KFCWaiter {
    private MealBuilder mealBuilder;
    
    public void setMealBuilder(MealBuilder mealBuilder) {
        this.mealBuilder = mealBuilder;
    }
 
    public Meal construct(){
        //准备食物
        mealBuilder.buildFood();
        //准备饮料
        mealBuilder.buildDrink();
        
        //准备完毕，返回一个完整的套餐给客户
        return mealBuilder.getMeal();
    }
}

测试类：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //服务员
        KFCWaiter waiter = new KFCWaiter();
        //套餐A
        MealA a = new MealA();
        //服务员准备套餐A
        waiter.setMealBuilder(a);
        //获得套餐
        Meal mealA = waiter.construct();
        
        System.out.print("套餐A的组成部分:");
        System.out.println(mealA.getFood()+"---"+mealA.getDrink());
    }
}

运行结果：

套餐A的组成部分:一盒薯条---一杯可乐

三、模式的优缺点：

1、优点：

（1）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，使得我们能够更加精确的控制复杂对象的产生过程。

（2）将产品的创建过程与产品本身分离开来，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品。也就说细节依赖抽象。

（3）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。

2、缺点：

（1）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。

（2）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。

3、适用场景：

（1）需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性，当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。

（2）隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

四、抽象工厂模式和建造者模式的区别：

1、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，采用抽象工厂模式则是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，两者的区别还是比较明显的。

2、我们在抽象工厂模式中使用“工厂”来描述构建者，而在建造者模式中使用“车间”来描述构建者，其实我们已经在说它们两者的区别了，抽象工厂模式就好比是一个一个的工厂，宝马车工厂生产宝马SUV和宝马VAN，奔驰车工厂生产奔驰车SUV和奔驰VAN，它是从一个更高层次去看对象的构建，具体到工厂内部还有很多的车间，如制造引擎的车间、装配引擎的车间等，但这些都是隐藏在工厂内部的细节，对外不公布。也就是对领导者来说，他只要关心一个工厂到底是生产什么产品的，不用关心具体怎么生产。

3、而建造者模式就不同了，它是由车间组成，不同的车间完成不同的创建和装配任务，一个完整的汽车生产过程需要引擎制造车间、引擎装配车间的配合才能完成，它们配合的基础就是设计蓝图，而这个蓝图是掌握在车间主任（Director类）手中，它给建造车间什么蓝图就能生产什么产品，建造者模式更关心建造过程。虽然从外界看来一个车间还是生产车辆，但是这个车间的转型是非常快的，只要重新设计一个蓝图，即可产生不同的产品，这有赖于建造者模式的功劳。

　　4、相对来说，抽象工厂模式比建造者模式的尺度要大，它关注产品整体，而建造者模式关注构建过程，因此建造者模式可以很容易地构建出一个崭新的产品，只要导演类能够提供具体的工艺流程。也正因为如此，两者的应用场景截然不同，如果希望屏蔽对象的创建过程，只提供一个封装良好的对象，则可以选择抽象工厂方法模式。而建造者模式可以用在构件的装配方面，如通过装配不同的组件或者相同组件的不同顺序，可以产生出一个新的对象，它可以产生一个非常灵活的架构，方便地扩展和维护系统。

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