【设计模式-2.5】创建型—

【设计模式-2.5】创建型——建造者模式

说明：本文介绍设计模式中，创建型设计模式中的最后一个，建造者模式；

入学报道

创建型模式，关注于对象的创建，建造者模式也不例外。假设现在有一个场景，高校开学，学生、教师、职工都要办理相关的报道手续，如签到、个人信息录入、分配身份证明（学生证、教师证、职工证）等等；

首先，创建一个抽象类，如下：

（Person，人员类，有签到、个人信息、身份证明属性）

/**
 * 人员
 */
public class Person {

    /**
     * 签到
     */
    private String signIn;

    /**
     * 个人信息
     */
    private String profile;

    /**
     * 身份证明
     */
    private String idCard;

    public String getSignIn() {
        return signIn;
    }

    public void setSignIn(String signIn) {
        this.signIn = signIn;
    }

    public String getProfile() {
        return profile;
    }

    public void setProfile(String profile) {
        this.profile = profile;
    }

    public String getIdCard() {
        return idCard;
    }

    public void setIdCard(String idCard) {
        this.idCard = idCard;
    }
}

在创建具体对象之前，先创建一个抽象的建造者类，用于统一方法，定义人员对象；

（PersonBuilder，人员建造者）

/**
 * 抽象建造者
 */
public abstract class PersonBuilder {

    Person person = new Person();

    /**
     * 签到行为
     */
    public abstract void buildSignIn();

    /**
     * 录入个人信息
     */
    public abstract void buildProfile();

    /**
     * 办理身份证明
     */
    public abstract void buildIdCard();

    /**
     * 建造完成
     * @return
     */
    public Person build() {
        return person;
    }
}

（Student，学生类，继承人员建造者，重写学生入学相关方法）

/**
 * 学生入学
 */
public class Student extends PersonBuilder {
    @Override
    public void buildSignIn() {
        person.setSignIn("学生已签到");
    }

    @Override
    public void buildProfile() {
        person.setProfile("学生信息已录入");
    }

    @Override
    public void buildIdCard() {
        person.setIdCard("学生证已办理");
    }
}

（Teacher，教师类，继承人员建造者，重写教师入学相关方法）

/**
 * 教师入学
 */
public class Teacher extends PersonBuilder {
    @Override
    public void buildSignIn() {
        person.setSignIn("老师已签到");
    }

    @Override
    public void buildProfile() {
        person.setProfile("老师个人信息已录入");
    }

    @Override
    public void buildIdCard() {
        person.setIdCard("老师身份证已办理");
    }
}

（Employee，职工类，继承人员建造者，重写职工入学相关方法）

/**
 * 职工入学
 */
public class Employee extends PersonBuilder {
    @Override
    public void buildSignIn() {
        person.setSignIn("员工已签到");
    }

    @Override
    public void buildProfile() {
        person.setProfile("员工个人信息已录入");
    }

    @Override
    public void buildIdCard() {
        person.setIdCard("员工身份证已办理");
    }
}

再创建一个建造者控制类，协调入学后的具体事宜，如先签到、后录入个人信息，最后才发身份证明，返回建造完成的人员对象；

（PersonController，人员入学控制器）

/**
 * 人员入学控制器
 */
public class PersonController {

    /**
        * 人员入学
        * @return
        */
        public Person construct(PersonBuilder personBuilder) {
            personBuilder.buildSignIn();
            personBuilder.buildProfile();
            personBuilder.buildIdCard();
            return personBuilder.build();
        }
}

（Client，客户端，演示人员入学过程）

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个学生入学
        Person student = new PersonController().construct(new Student());
        System.out.println(student.getSignIn());
        System.out.println(student.getProfile());
        System.out.println(student.getIdCard());

        System.out.println("=====================================");

        // 一个老师入学
        Person teacher = new PersonController().construct(new Teacher());
        System.out.println(teacher.getSignIn());
        System.out.println(teacher.getProfile());
        System.out.println(teacher.getIdCard());
    }
}

（执行结果，可见对象已创建完成）

在这里插入图片描述

改进与优化

在《设计模式的艺术》（第一版，刘伟著）中，作者关于PersonController（人员控制器）类的作用，有两点改进与优化的地方，如下：

改进：可省略PersonController

可在抽象建造者类PersonBuilder（人员建造者）中定义一个静态的Person变量，这样就不需要额外设立一个PersonController类了，如下：

（PersonBuilder，抽象人员建造者，既统一了方法，也完成了建造的流程）

/**
 * 抽象建造者
 */
public abstract class PersonBuilder {

    /**
     * 定义一个抽象的Person
     */
    protected static Person person = new Person();

    /**
     * 签到行为
     */
    public abstract void buildSignIn();

    /**
     * 录入个人信息
     */
    public abstract void buildProfile();

    /**
     * 办理身份证明
     */
    public abstract void buildIdCard();

    /**
     * 建造Person
     * @return
     */
    public static Person build(PersonBuilder personBuilder) {
        personBuilder.buildSignIn();
        personBuilder.buildProfile();
        personBuilder.buildIdCard();
        return person;
    }
}

（Client，客户端，使用人员建造者的build()方法建造对象）

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个学生入学
        Person student = PersonBuilder.build(new Student());
        System.out.println(student.getSignIn());
        System.out.println(student.getProfile());
        System.out.println(student.getIdCard());

        System.out.println("=====================================");

        // 一个老师入学
        Person teacher = PersonBuilder.build(new Teacher());
        System.out.println(teacher.getSignIn());
        System.out.println(teacher.getProfile());
        System.out.println(teacher.getIdCard());
    }
}

（执行效果相同）

在这里插入图片描述

优化：细化建造过程

可以定义一个“钩子”方法，“钩子”方法一般是“isXXX”命名的，返回值为boolean类型。利用“钩子”方法，规定某些人员可以跳过或者必须执行某方法，来细化对象建造的流程。如规定教师人员的建造，因为教师流动不大，可以跳过录入信息流程。

就可以在PersonBuilder类中定义一个“钩子”方法，默认返回true，即默认所有人员都需要录入个人信息。如下：

/**
 * 抽象建造者
 */
public abstract class PersonBuilder {

    /**
     * 定义一个抽象的Person
     */
    protected static Person person = new Person();

    /**
     * 签到行为
     */
    public abstract void buildSignIn();

    /**
     * 录入个人信息
     */
    public abstract void buildProfile();

    /**
     * 办理身份证明
     */
    public abstract void buildIdCard();

    /**
     * 钩子方法：表示默认所有人都需要经过buildProfile()方法，具体由子类实现
     */
    public boolean isBuildProfile() {
        return true;
    }

    /**
     * 建造Person
     * @return
     */
    public static Person build(PersonBuilder personBuilder) {
        personBuilder.buildSignIn();
        // 根据钩子方法判断是否需要buildProfile()
        if (personBuilder.isBuildProfile()) {
            personBuilder.buildProfile();
        }
        personBuilder.buildIdCard();
        return person;
    }
}

教师类中，可以重写这个“钩子”方法，表示不需要执行录入个人信息这个流程了。

/**
 * 教师入学
 */
public class Teacher extends PersonBuilder {
    @Override
    public void buildSignIn() {
        person.setSignIn("老师已签到");
    }

    @Override
    public void buildProfile() {
        person.setProfile("老师个人信息已录入");
    }

    @Override
    public void buildIdCard() {
        person.setIdCard("老师身份证已办理");
    }

    @Override
    public boolean isBuildProfile() {
        return false;
    }
}

客户端代码不变，执行

/**
 * 客户端
 */
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 一个学生入学
        Person student = PersonBuilder.build(new Student());
        System.out.println(student.getSignIn());
        System.out.println(student.getProfile());
        System.out.println(student.getIdCard());

        System.out.println("=====================================");

        // 一个老师入学
        Person teacher = PersonBuilder.build(new Teacher());
        System.out.println(teacher.getSignIn());
        System.out.println(teacher.getProfile());
        System.out.println(teacher.getIdCard());
    }
}