设计模式-创建型-04-建造者模式

1、盖房项目需求

1）需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
2）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
3）请编写程序，完成需求

传统方式
在这里插入图片描述

public abstract class AbsHouse {
    protected abstract void piling();

    protected abstract void walling();

    protected abstract void capping();

    public void build() {
        piling();
        walling();
        capping();
    }
}

public class NormalRoom extends AbsHouse {
    @Override
    protected void piling() {
        System.out.println("普通房打桩...");
    }

    @Override
    protected void walling() {
        System.out.println("普通房砌墙...");
    }

    @Override
    protected void capping() {
        System.out.println("普通房封顶...");
    }
}

public class HighRise extends AbsHouse {
    @Override
    protected void piling() {
        System.out.println("高楼打桩...");
    }

    @Override
    protected void walling() {
        System.out.println("高楼砌墙...");
    }

    @Override
    protected void capping() {
        System.out.println("高楼封顶...");
    }
}

public class Villa extends AbsHouse {
    @Override
    protected void piling() {
        System.out.println("别墅打桩...");
    }

    @Override
    protected void walling() {
        System.out.println("别墅砌墙...");
    }

    @Override
    protected void capping() {
        System.out.println("别墅封顶...");
    }
}

问题分析

1）优点是比较好理解，简单易操作
2）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
3）解决方案：将产品和产品建造过程解耦 ==> 建造者模式

2、基本介绍

1）建造者模式（Builder Pattern）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
2）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

3、建造者模式的四个角色

1）Product（产品角色）：一个具体的产品对象
2）Builder（抽象建造者）：可建一个 Product 对象的各个部件指定的接口 / 抽象类
3）ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件
4）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。它主要有两个作用
- 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

4、建造者模式原理类图

在这里插入图片描述

5、建造者模式解决盖房需求

需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们使用建造者模式（Builder Pattern）来完成

UML 类图

在这里插入图片描述

//产品角色
public class House {
    private String pile;
    private String wall;
    private String roof;

    public String getPile() {
        return pile;
    }

    public void setPile(String pile) {
        this.pile = pile;
    }

    public String getWall() {
        return wall;
    }

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

    public String getRoof() {
        return roof;
    }

    public void setRoof(String roof) {
        this.roof = roof;
    }
}
//抽象建造者
public abstract class HouseBuilder {
    private House house = new House();

    public abstract void piling();
    
    public abstract void walling();
    
    public abstract void capping();

    public House build() {
        return house;
    }
}
//具体建造者1
public class NormalRoomBuilder extends HouseBuilder {
    @Override
    public void piling() {
        System.out.println("普通房打桩...");
    }

    @Override
    public void walling() {
        System.out.println("普通房砌墙...");
    }

    @Override
    public void capping() {
        System.out.println("普通房封顶...");
    }
}
//具体建造者2
public class HighRiseBuilder extends HouseBuilder {
    @Override
    public void piling() {
        System.out.println("高楼打桩...");
    }

    @Override
    public void walling() {
        System.out.println("高楼砌墙...");
    }

    @Override
    public void capping() {
        System.out.println("高楼封顶...");
    }
}
//具体建造者3
public class VillaBuilder extends HouseBuilder {
    @Override
    public void piling() {
        System.out.println("别墅打桩...");
    }

    @Override
    public void walling() {
        System.out.println("别墅砌墙...");
    }

    @Override
    public void capping() {
        System.out.println("别墅封顶...");
    }
}
//指挥者
public class HouseDirector {
    private HouseBuilder houseBuilder;

    public HouseDirector() {
    }

    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }

    public House buildHouse() {
        houseBuilder.piling();
        houseBuilder.walling();
        houseBuilder.capping();
        return houseBuilder.build();
    }
}

public class BuilderTest {
    public static void main(String[] args) {
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector();
        House house;

        houseDirector.setHouseBuilder(new NormalRoomBuilder());
        house = houseDirector.buildHouse();
        houseDirector.setHouseBuilder(new HighRiseBuilder());
        house = houseDirector.buildHouse();
        houseDirector.setHouseBuilder(new VillaBuilder());
        house = houseDirector.buildHouse();
    }
}

6、JDK 源码分析

java.lang.StringBuilder 中的建造者模式
在这里插入图片描述

角色分析

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既充当了指挥者角色，又充当了具体的建造者，建造方法的实现是由AbstractStringBuilder完成，StringBuilder继承了AbstractStringBuilder