深入理解设计模式之建造者模式

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Jetbrains全家桶1年46，售后保障稳定

老大突然拉住我，喜滋滋地告诉我:“公司很满意我们做的模型，又签订了一个合同，把奔驰、宝马的车辆模型都交给我们公司制作了，不过这次额外增加了一个新需求:汽车的启动、停止、喇叭声音、引擎声音都由客户自己控制，想什么顺序就什么顺序”

那我们开始设计，来看一下类图：

类图比较简单，在CarModel中我们定义了一个setSequence方法，车辆模型的这几个动作 要如何排布，是在这个ArrayList中定义的。然后run()方法根据sequence定义的顺序完成指定 的顺序动作。我们来看模型抽象类代码：

public abstract class CarModel {
    //这个参数是各个基本方法执行的顺序
    private ArrayList<String> sequence = new ArrayList<>();

    //开始跑了
    protected abstract void start();

    //能停下来
    protected abstract void stop();

    //喇叭会出声音
    protected abstract void alarm();

    //引擎会轰隆隆地响
    protected abstract void engineBoom();

    //模型会跑
    final public void run() {
        //循环一边，谁在前，就先执行谁
        for (String actionName : this.sequence) {
            if (actionName.equalsIgnoreCase("start")) {
                this.start(); //启动汽车
            } else if (actionName.equalsIgnoreCase("stop")) {
                this.stop(); //停止汽车
            } else if (actionName.equalsIgnoreCase("alarm")) {
                this.alarm(); //喇叭开始叫了
            } else if (actionName.equalsIgnoreCase("engine boom")) {
                //引擎开始轰鸣
                this.engineBoom();
            }
        }
    }

    //把传递过来的值传递到类内
    final public void setSequence(ArrayList<String> sequence) {
        this.sequence = sequence;
    }
}

Jetbrains全家桶1年46，售后保障稳定

奔驰模型代码：

public class BenzModel extends CarModel {
    
    protected void alarm() {
        System.out.println("奔驰车的喇叭声音是这个样子的...");
    }

    protected void engineBoom() {
        System.out.println("奔驰车的引擎是这个声音的...");
    }

    protected void start() {
        System.out.println("奔驰车跑起来是这个样子的...");
    }

    protected void stop() {
        System.out.println("奔驰车应该这样停车...");
    }
}

宝马模型代码： 

public class BWMModel extends CarModel {
    protected void alarm() {
        System.out.println("宝马车的喇叭声音是这个样子的...");
    }

    protected void engineBoom() {
        System.out.println("宝马车的引擎是这个声音的...");
    }

    protected void start() {
        System.out.println("宝马车跑起来是这个样子的...");
    }

    protected void stop() {
        System.out.println("宝马车应该这样停车...");
    }
}

Client场景类：

class Client{
    public static void main(String[] args) {
        BenzModel benzModel = new BenzModel();
        //存放run的顺序
        ArrayList<String> sequence = new ArrayList<>();
        sequence.add("engine boom");
        sequence.add("start");
        sequence.add("stop");
        //执行顺序赋予奔驰车
        benzModel.setSequence(sequence);
        benzModel.run();
    }
}

运行结果如下：

我们只满足了一个需求，还有下一个需求呀，然后是第二个宝马模型，只要启动、停止，其他的什么都不要;第三个模型，先喇叭，然后启动，然 后停止;第四个……直到把你逼疯为止，那怎么办?我们就一个一个地来写场景类满足吗? 不可能了，那我们要想办法来解决这个问题，有了!我们为每种模型产品模型定义一个建造者，你要啥顺序直接告诉建造者，由建造者来建造。

 抽象汽车组装者：

public abstract class CarBuilder {
    
    //建造一个模型，你要给我一个顺序要求，就是组装顺序
    public abstract void setSequence(ArrayList<String> sequence); 
    //设置完毕顺序后，就可以直接拿到这个车辆模型
    public abstract CarModel getCarModel();
    
}

奔驰车组装者：

public class BenzBuilder extends CarBuilder {
    private BenzModel benz = new BenzModel();

    public CarModel getCarModel() {
        return this.benz;
    }

    public void setSequence(ArrayList<String> sequence) {
        this.benz.setSequence(sequence);
    }
}

宝马车组装者：

public class BWMBuilder extends CarBuilder {
    private BWMModel bmw = new BWMModel();

    public CarModel getCarModel() {
        return this.bmw;
    }

    public void setSequence(ArrayList<String> sequence) {
        this.bmw.setSequence(sequence);
    }
}

修改后的场景类：

class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>();
        //客户要求，run时候时候先发动引擎
        sequence.add("engine boom");
        //启动起来
        sequence.add("start");
        //开了一段就停下来
        sequence.add("stop");
        BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
        benzBuilder.setSequence(sequence);
        CarModel carModel = benzBuilder.getCarModel();
        carModel.run();

    }
}

我们在做项目时，经常会有一个共识:需求是无底洞，是无理性的，不可能你告诉它不增加需求就不增加，这4个过程(start、stop、alarm、engine boom)按照排列组合有很多种，公司可以随意组合，它要什么顺序的车模我就必须生成什么顺序的 车模，客户可是上帝!那我们不可能预知他们要什么顺序的模型呀，怎么办?封装一下，找 一个导演，指挥各个事件的先后顺序，然后为每种顺序指定一个代码，你说一种我们立刻就 给你生产处理，好方法，厉害!我们先修改一下类图

public class Director {
    private ArrayList<String> sequence = new ArrayList();
    private BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
    private BWMBuilder bmwBuilder = new BWMBuilder();

    /*
     * A类型的奔驰车模型，先start，然后stop，其他什么引擎、喇叭一概没有
     */
    public BenzModel getABenzModel() {
        this.sequence.clear();
        //ABenzModel的执行顺序
        this.sequence.add("start");
        this.sequence.add("stop");
        //按照顺序返回一个奔驰车 
        this.benzBuilder.setSequence(this.sequence);
        return (BenzModel) this.benzBuilder.getCarModel();
    }
    
    /*
     * B型号的奔驰车模型，是先发动引擎，然后启动，然后停止，没有喇叭
     */
    public BenzModel getBBenzModel() {
        this.sequence.clear();
        this.sequence.add("engine boom");
        this.sequence.add("start");
        this.sequence.add("stop");
        this.benzBuilder.setSequence(this.sequence);
        return (BenzModel) this.benzBuilder.getCarModel();
    }

    public BWMModel getCBMWModel() {
        this.sequence.clear();
        this.sequence.add("alarm");
        this.sequence.add("start");
        this.sequence.add("stop");
        this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence);
        return (BWMModel) this.bmwBuilder.getCarModel();
    } 
    
    /*
     * D类型的宝马车只有一个功能，就是跑，启动起来就跑，永远不停止
     */
    public BWMModel getDBMWModel() {
        this.sequence.clear();
        this.sequence.add("start");
        this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence);
        return (BWMModel) this.benzBuilder.getCarModel();
    }
}

顺便说一下，大家看一下程序中有很多this调用。如果你要调用类中的成员变量或方法，需要在前面加上this关键字，不加也能正常地跑起来，但是不清晰，加上this关键字，我就是要调用本类中的成员变量或方法，而不是本方法中的一个变量。还有super方法也是一样，是调用父类的成员变量或者方法，那就加上这个关键字，不要省略.

建造者模式(Builder Pattern)也叫做生成器模式，其定义如下:

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.(将一个复杂对象的构建与它的表示分 离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。)

 建造者模式的优点

 使用场景

● 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时，可以采用建造者模式。

● 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时，则可以使用该模式。

● 产品类非常复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时候使用建造者模式非常合适。

● 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其他对象，这些对象在产品对象的创建过程 中不易得到时，也可以采用建造者模式封装该对象的创建过程。该种场景只能是一个补偿方法，因为一个对象不容易获得，而在设计阶段竟然没有发觉，而要通过创建者模式柔化创建过程，本身已经违反设计的最初目标。