什么是建造者模式，来这篇文章让你彻底通透——针对设计模式的建造者模式

@派大星

发布于 2023-06-28 14:10:44

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无场景，不设计。我们来看看以下需求，

假设我们需要建造房子，虽然无论什么样的房子的建造的大体过程都是差不多的，但是细节上还是有一些不一样的。

比如：大体过程有

地基
砌墙
封顶

首先我们使用传统方式来解决盖房问题：

UML类图：

话不多说直接干代码：

抽象类

public abstract class AbstractHouse {
 
 //打地基
 public abstract void buildBasic();
 //砌墙
 public abstract void buildWalls();
 //封顶
 public abstract void roofed();
 
 public void build() {
  buildBasic();
  buildWalls();
  roofed();
 }
 
}

具体实现(来继承抽象类)

public class CommonHouse extends AbstractHouse {

 @Override
 public void buildBasic() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子打地基 ");
 }

 @Override
 public void buildWalls() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子砌墙 ");
 }

 @Override
 public void roofed() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子封顶 ");
 }

}

Client(依赖具体实现)

public class Client {
 public static void main(String[] args) {
  // TODO Auto-generated method stub
  CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
  commonHouse.build();
 }

}

好了，以上就是传统方式的解决方案。针对以上代码你有什么看法吗？想必应该和我有一样的思考：

总结：

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(即：房子) 和创建产品的过程(即：建房子流程) 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 => 建造者模式.

建造者模式.

概念

又叫生成器模式，是一种对象构建模式，它可以将复杂的对象的建造过程抽象出来(抽象类别)，使这个抽象类过程的不同实现方法可以构造出不同的表现(属性)的对象
建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户可以通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建他们，用户不需要知道内部的具体构建细节

建造者的四个角色

Product(产品角色)：一个具体的产品对象
Builder(抽象构造者)：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。它主要用于创建一个复杂的对象。他主要有两个作用;一是：隔离了用户与对象的产生过程，而是：负责控制产品对象的生产过程。

建造者模式原理类图

针对上述案例的UML类图：

话不多说按照类图写代码：

产品(Product):

//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;
 }
 
}

Builder(抽象构造者)

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

ConcreteBuilder(具体建造者)

普通房子

public class CommonHouse extends HouseBuilder {

 @Override
 public void buildBasic() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子打地基5米 ");
 }

 @Override
 public void buildWalls() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子砌墙10cm ");
 }

 @Override
 public void roofed() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 普通房子屋顶 ");
 }

}

高楼

public class HighBuilding extends HouseBuilder {

 @Override
 public void buildBasic() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
 }

 @Override
 public void buildWalls() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
 }

 @Override
 public void roofed() {
  // TODO Auto-generated method stub
  System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
 }

}

Director(指挥者)

//指挥者，这里去指定制作流程，返回产品
public class HouseDirector {
 
 HouseBuilder houseBuilder = null;

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

 //通过setter 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();
 }
 
}

Client(测试)

public class Client {
 public static void main(String[] args) {
  
  //盖普通房子
  CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
  //准备创建房子的指挥者
  HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
  
  //完成盖房子，返回产品(普通房子)
  House house = houseDirector.constructHouse();
  
  //System.out.println("输出流程");
  
  System.out.println("--------------------------");
  //盖高楼
  HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
  //重置建造者
  houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
  //完成盖房子，返回产品(高楼)
  houseDirector.constructHouse();
  
  
  
 }
}

不知上述案例各位是否已经懂了。接下来给大家简单说一下建造者模式的思想在JDK中的应用。

StringBuilder 源码分析

继承了AbstractStringBuilder 抽象类

AbstractStringBuilder 抽象类又实现了 Appendable

Appendable 接口定义了多个append方法(抽象方法), 即Appendable 为抽象建造者, 定义了抽象方法
AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法，这里的AbstractStringBuilder 已经是建造者，只是不能实例化
StringBuilder 即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是由 AbstractStringBuilder 完成, 而StringBuilder 继承了AbstractStringBuilder

JDK的StringBuilder源码就是使用了建造者模式，但是也并不完全是建造者模式。可以说是具有建造者模式的思想

关于建造者设计模式的理论知识就讲到这里了。下面简单地总结一下吧。

注意事项和细节

客户端(使用程序)不必知道产品内部组成细节，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，而与其他具体建造者无关，因此可以很方便的替换具体建造者或者新增具体建造者，用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。可以更加精准的控制产品的创建过程，将复杂产品的创建步骤分解在不同方法中，使得创建过程更加清晰，也更加方便使用程序来控制创建过程增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象类建造者类编程，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相同点，其组成部分相似，如果产品之间差异很大，则不适合使用建造者模式，
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，只关心什么产品有什么工厂生产即可建造者模式要求按照指定的蓝图构造产品，它的主要目的是通过==组装零配==件而产生一个新的产品

好了本次讲解到此结束了。

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原始发表：2021-06-18，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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