创建者模式-建造者模式

（1）概述

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

（2）结构

• 抽象建造者类（Builder）：该接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建，并不涉及具体部件的创建
• 具体建造者类（ConcreteBuilder）：实现 Builder 接口，完成复杂对象的各个部件的具体创建方法，在构造过程完成后，提供产品的实例
• 产品类（Product）：要创建的复杂对象
• 指导者类（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，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

（3）实例

以生产单车为例

public class Bike {

    private String frame;

    private String seat;

    public String getFrame() {
        return frame;
    }

    public void setFrame(String frame) {
        this.frame = frame;
    }

    public String getSeat() {
        return seat;
    }

    public void setSeat(String seat) {
        this.seat = seat;
    }
}

public abstract class Builder {

    protected Bike bike = new Bike();

    /**
     * 生产车架
     */
    public abstract void buildFrame();

    /**
     * 生产车座
     */
    public abstract void buildSeat();

    /**
     * 生产自行车
     *
     * @return
     */
    public abstract Bike createBike();

    public Bike construct() {
        this.buildFrame();
        this.buildSeat();
        return this.createBike();
    }
}

public class QingJuBuilder extends Builder{

    @Override
    public void buildFrame() {
        bike.setFrame("青桔牌车架");
    }

    @Override
    public void buildSeat() {
        bike.setSeat("青桔牌车座");
    }

    @Override
    public Bike createBike() {
        return bike;
    }
}

public class MeiTuanBuilder extends Builder {

    @Override
    public void buildFrame() {
        bike.setFrame("美团牌车架");
    }

    @Override
    public void buildSeat() {
        bike.setSeat("美团牌车座");
    }

    @Override
    public Bike createBike() {
        return bike;
    }
}

public class Director {

    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    /**
     * 组装自行车
     */
    public Bike construct() {
        builder.buildFrame();
        builder.buildSeat();
        return builder.createBike();
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //指导者
        Director director = new Director(new QingJuBuilder());

        //指导者指导生产自行车
        Bike bike = director.construct();

        System.out.println(bike.getFrame());
        System.out.println(bike.getSeat());
    }
}

以上实例可以将指导者和抽象建造者结合，这样做可以简化系统复杂度，但不符合单一职责原则

public abstract class Builder {

    protected Bike bike = new Bike();

    /**
     * 生产车架
     */
    public abstract void buildFrame();

    /**
     * 生产车座
     */
    public abstract void buildSeat();

    /**
     * 生产自行车
     *
     * @return
     */
    public abstract Bike createBike();
    
    public Bike construct() {
        this.buildFrame();
        this.buildSeat();
        return this.createBike();
    }
}

（5）优缺点

• 封装性好，建造者模式可以有效的封装变化，在该过程中，产品类与建造者类相对稳定，将复杂的业务逻辑封装在指导者类中对整体而言有较好的稳定性
• 在建造者模式中，客户端无需关心产品内部组成的细节，将产品本身与创建的过程解耦，使得相同的创建过程可以建造不同的产品
• 可以更细粒度的控制产品的创建过程，即将复杂对象的创建步骤分解在不同的方法中，可以使创建过程更加清晰，也可以更好的控制创建过程
• 易扩展，当有同类产品的新的需求时，新增一个建造者就可以完成，符合开闭原则
• 建造者模式所创建的产品一般来说有较多的相同点，其组成部分相似，如果产品之间差异较大，则不适合使用建造者模式，使其适用范围受限

（6）使用场景

• 创建的对象较复杂，有多个部件构成，各部件面临着复杂的变化，但构件间的建造顺序是稳定的
• 创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式，即产品的构建过程和最终的表示是独立的

（7）扩展

当一个类的构造器需要传入很多参数时，如果创建该类的实例，可能导致代码可读性差和引入新的错误，此时可以使用建造者模式进行重构

public class Phone {

    private String cpu;
    private String screen;
    private String memory;
    private String mainBoard;

    //私有构造器
    private Phone(Builder builder) {
        this.cpu = builder.cpu;
        this.screen = builder.screen;
        this.memory = builder.memory;
        this.mainBoard = builder.mainBoard;
    }

    public static final class Builder {
        private String cpu;
        private String screen;
        private String memory;
        private String mainBoard;

        public Builder cpu(String cpu) {
            this.cpu = cpu;
            return this;
        }

        public Builder screen(String screen) {
            this.screen = screen;
            return this;
        }

        public Builder memory(String memory) {
            this.memory = memory;
            return this;
        }

        public Builder mainBoard(String mainBoard) {
            this.mainBoard = mainBoard;
            return this;
        }

        //使用建造者创建Phone对象
        public Phone build() {
            return new Phone(this);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Phone{" +
                "cpu='" + cpu + '\'' +
                ", screen='" + screen + '\'' +
                ", memory='" + memory + '\'' +
                ", mainBoard='" + mainBoard + '\'' +
                '}';
    }
}