设计模式之建造者模式案例详解

盖房项目需求

需求描述：

• 需要建造房子：这一过程为：打桩、砌墙、封顶。
• 房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不要相同的。
• 请编写程序，完成需求。

传统方式解决盖房需求

public abstract class AbstractHouse {

    public abstract void buildbasic();//打地基

    public abstract void buildWalls();//砌墙

    public abstract void roofed();//封顶

    public void build() {
        buildbasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildbasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        AbstractHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

传统方式问题分析：

• 优点是比较好理解，简单易操作。
• 设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好，也就是说，这种设计方案，把产品（房子）和创建产品的过程（建房子的流程）封装在一起，耦合性增强了。
• 解决方案：将产品和产品建造过程解耦，即使用建造者模式。

建造者模式

建造者模式，又叫生成器模式，是一种对象构建模式，它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。

建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

建造者模式的四个角色：

• Product（产品角色）：一个具体的产品对象。
• Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的接口/抽象类。
• ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。
• 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。它主要由两个作用，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。

下面我们使用建造者模式来完成需求。

//产品-->Product
public class House {
    private String baise;
    private String wall;
    private String roofed;

    public String getBaise() {
        return baise;
    }

    public void setBaise(String baise) {
        this.baise = baise;
    }

    public String getWall() {
        return wall;
    }

    public void setWall(String wall) {
        this.wall = wall;
    }

    public String getRoofed() {
        return roofed;
    }

    public void setRoofed(String roofed) {
        this.roofed = roofed;
    }
}

//抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {

    protected House house = new House();

    //将建造的流程写好，抽象的方法
    public abstract void buildBasic();

    public abstract void buildWalls();

    public abstract void roofed();

    //建造房子后，将产品（房子）返回
    public House buildHouse() {
        return house;
    }
}

public class CommonHouse extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子打地基 5米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙10cm");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子屋顶");
    }
}

public class HighBuilding extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高楼的打地基100米");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("高楼的砌墙20cm");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("高楼的透明屋顶");
    }
}

//指挥者，指定制作流程
public class HouseDirector {

    HouseBuilder houseBuilder = null;

    //通过构造器传入houseBuilder
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    //或者通过set方法传入houseBuilder
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    //如何处理建造房子的流程？交给指挥者
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();//盖普通房子
        //HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();//盖高房子
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);//创建房子的指挥者
      House house = houseDirector.constructHouse();//完成盖房，返回产品（房子）
    }
}

建造者模式的注意事项和细节

客户端（使用程序）不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。

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。

可以更加精细地控制产品的创建过程。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，也更方便使用程序来控制创建过程。

增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。

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。

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，因此这种情况下，要考虑是否选择建造者模式。

抽象工厂模式VS建造者模式：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。