設計模式—— 十一 ：建造者模式

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什么是建造者模式？

建造者模式優缺點

優點

缺點

建造者模式的應用場景

什么是建造者模式？

建造者模式（Builder Pattern）也叫做生成器模式，其定義如下：

建造者模式一步一步創建一個復雜的對象，它允許用戶只通過指定復雜對象的類型和內容就 可以構建它們，用戶不需要知道內部的具體構建細節。

建造者模式的通用類圖如圖11-1所示

在建造者模式結構圖中包含如下幾個角色：

● Builder（抽象建造者）：它為創建一個產品Product對象的各個部件指定抽象接口，在該接口中一般聲明兩類方法，一類方法是buildPartX()，它們用于創建復雜對象的各個部件；另一 類方法是getResult()，它們用于返回復雜對象。Builder既可以是抽象類，也可以是接口。

●ConcreteBuilder（具體建造者）：它實現了Builder接口，實現各個部件的具體構造和裝配方 法，定義并明確它所創建的復雜對象，也可以提供一個方法返回創建好的復雜產品對象。

●Product（產品角色）：它是被構建的復雜對象，包含多個組成部件，具體建造者創建該產品 的內部表示并定義它的裝配過程。

● Director（指揮者）：指揮者又稱為導演類，它負責安排復雜對象的建造次序，指揮者與抽 象建造者之間存在關聯關系，可以在其construct()建造方法中調用建造者對象的部件構造與裝 配方法，完成復雜對象的建造?？蛻舳艘话阒恍枰c指揮者進行交互，在客戶端確定具體建 造者的類型，并實例化具體建造者對象（也可以通過配置文件和反射機制），然后通過指揮 者類的構造函數或者Setter方法將該對象傳入指揮者類中。

建造者模式的通用源代碼也比較簡單。

Product(產品角色)

在建造者模式的定義中提到了復雜對象，那么什么是復雜對象？簡單來說，復雜對象是指那 些包含多個成員屬性的對象，這些成員屬性也稱為部件或零件，如汽車包括方向盤、發動 機、輪胎等部件，電子郵件包括發件人、收件人、主題、內容、附件等部件

public class Product { private String partA; //定義部件，部件可以是任意類型 private String partB; private String partC; //省略getter、setter方法 }

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Builder(抽象建造者)

在抽象類Builder中聲明了一系列抽象的buildPartX()方法用于創建復雜產品的各個部件，具體 建造過程在ConcreteBuilder中實現，此外還提供了工廠方法getResult()，用于返回一個建造好的完整產品。

public abstract class Builder { //創建產品對象 protected Product product=new Product(); public abstract void buildPartA(); public abstract void buildPartB(); public abstract void buildPartC(); //返回產品對象 public Product getResult() { return product; } }

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ConcreteBuilder（具體建造者）

在ConcreteBuilder中實現了buildPartX()方法，通過調用Product的setPartX()方法可以給產品對象 的成員屬性設值。不同的具體建造者在實現buildPartX()方法時將有所區別，如setPartX()方法 的參數可能不一樣，在有些具體建造者類中某些setPartX()方法無須實現（提供一個空實 現）。而這些對于客戶端來說都無須關心，客戶端只需知道具體建造者類型即可。

public class ConcreteProduct extends Builder{ @Override public void buildPartA() { //具體實現 } @Override public void buildPartB() { //具體實現 } @Override public void buildPartC() { //具體實現 } }

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Director（指揮者）

指揮者類Director主要有兩個作用：一方面它隔離 了客戶與創建過程；另一方面它控制產品的創建過程，包括某個buildPartX()方法是否被調用 以及多個buildPartX()方法調用的先后次序等。指揮者針對抽象建造者編程，客戶端只需要知 道具體建造者的類型，即可通過指揮者類調用建造者的相關方法，返回一個完整的產品對 象。在實際生活中也存在類似指揮者一樣的角色，如一個客戶去購買電腦，電腦銷售人員相 當于指揮者，只要客戶確定電腦的類型，電腦銷售人員可以通知電腦組裝人員給客戶組裝一 臺電腦。

public class Director { private Builder builder; public Director(Builder builder) { this.builder = builder; } public void setBuilder(Builder builder) { this.builder = builder; } //產品構建與組裝方法 public Product construct() { builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC(); return builder.getResult(); } }

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導演類起到封裝的作用，避免高層模塊深入到建造者內部的實現類。當然，在建造者模 式比較龐大時，導演類可以有多個。

建造者模式優缺點

優點

● 封裝性 使用建造者模式可以使客戶端不必知道產品內部組成的細節。

● 建造者獨立，容易擴展 BenzBuilder和BMWBuilder是相互獨立的，對系統的擴展非常有利。

● 便于控制細節風險 由于具體的建造者是獨立的，因此可以對建造過程逐步細化，而不對其他的模塊產生任 何影響。

缺點

● 建造者模式所創建的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異 性很大，例如很多組成部分都不相同，不適合使用建造者模式，因此其使用范圍受到一定的 限制。

● 如果產品的內部變化復雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大，增加系統的理解難度和運行成本。

建造者模式的應用場景

需要生成的產品對象有復雜的內部結構，這些產品對象通常包含多個成員屬性。

需要生成的產品對象的屬性相互依賴，需要指定其生成順序。

對象的創建過程獨立于創建該對象的類。在建造者模式中通過引入了指揮者類，將創建過 程封裝在指揮者類中，而不在建造者類和客戶類中。

隔離復雜對象的創建和使用，并使得相同的創建過程可以創建不同的產品。

?? 設計模式—— 十 ：模板方法模式

?? 設計模式—— 十二 ：代理模式

參考：

【1】：《設計模式之禪》

【2】：《design pattern java》

【3】：《研磨設計模式》

通用類

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