建造者模式（bulider模式）详解-mile米乐体育
设计模式
2021年02月06日 15:32
3
模式的定义与特点
建造者（builder）模式的定义：指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，这样的设计模式被称为建造者模式。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离，即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选择的。 该模式的主要优点如下：- 封装性好，构建和表示分离。
- 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
- 客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。
- 产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围。
- 如果产品的内部变化复杂，如果产品内部发生变化，则建造者也要同步修改，后期维护成本较大。
模式的结构与实现
建造者（builder）模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成，现在我们来分析其基本结构和实现方法。1. 模式的结构
建造者（builder）模式的主要角色如下。- 产品角色（product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个零部件。
- 抽象建造者（builder）：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法 getresult()。
- 具体建造者(concrete builder）：实现 builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- 指挥者（director）：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。
2. 模式的实现
图 1 给出了建造者（builder）模式的主要结构，其相关类的代码如下。 (1) 产品角色：包含多个组成部件的复杂对象。 class product { private string parta; private string partb; private string partc; public void setparta(string parta) { this.parta = parta; } public void setpartb(string partb) { this.partb = partb; } public void setpartc(string partc) { this.partc = partc; } public void show() { //显示产品的特性 } } (2) 抽象建造者：包含创建产品各个子部件的抽象方法。 abstract class builder { //创建产品对象 protected product product = new product(); public abstract void buildparta(); public abstract void buildpartb(); public abstract void buildpartc(); //返回产品对象 public product getresult() { return product; } } (3) 具体建造者：实现了抽象建造者接口。 public class concretebuilder extends builder { public void buildparta() { product.setparta("建造 parta"); } public void buildpartb() { product.setpartb("建造 partb"); } public void buildpartc() { product.setpartc("建造 partc"); } } (4) 指挥者：调用建造者中的方法完成复杂对象的创建。 class director { private builder builder; public director(builder builder) { this.builder = builder; } //产品构建与组装方法 public product construct() { builder.buildparta(); builder.buildpartb(); builder.buildpartc(); return builder.getresult(); } } (5) 客户类。 public class client { public static void main(string[] args) { builder builder = new concretebuilder(); director director = new director(builder); product product = director.construct(); product.show(); } } 模式的应用实例
【例1】用建造者（builder）模式描述客厅装修。 分析：客厅装修是一个复杂的过程，它包含墙体的装修、电视机的选择、沙发的购买与布局等。客户把装修要求告诉项目经理，项目经理指挥装修工人一步步装修，最后完成整个客厅的装修与布局，所以本实例用建造者模式实现比较适合。 这里客厅是产品，包括墙、电视和沙发等组成部分。具体装修工人是具体建造者，他们负责装修与墙、电视和沙发的布局。项目经理是指挥者，他负责指挥装修工人进行装修。 另外，客厅类中提供了 show() 方法，可以将装修效果图显示出来（点此下载装修效果图的图片）。客户端程序通过对象生成器类 readxml 读取 xml 配置文件中的装修方案数据（点此下载 xml 文件），调用项目经理进行装修。其类图如图 2 所示。 package builder; import java.awt.*; import javax.swing.*; public class parlourdecorator { public static void main(string[] args) { try { decorator d; d = (decorator) readxml.getobject(); projectmanager m = new projectmanager(d); parlour p = m.decorate(); p.show(); } catch (exception e) { system.out.println(e.getmessage()); } } } //产品：客厅 class parlour { private string wall; //墙 private string tv; //电视 private string sofa; //沙发 public void setwall(string wall) { this.wall = wall; } public void settv(string tv) { this.tv = tv; } public void setsofa(string sofa) { this.sofa = sofa; } public void show() { jframe jf = new jframe("建造者模式测试"); container contentpane = jf.getcontentpane(); jpanel p = new jpanel(); jscrollpane sp = new jscrollpane(p); string parlour = wall tv sofa; jlabel l = new jlabel(new imageicon("src/" parlour ".jpg")); p.setlayout(new gridlayout(1, 1)); p.setborder(borderfactory.createtitledborder("客厅")); p.add(l); contentpane.add(sp, borderlayout.center); jf.pack(); jf.setvisible(true); jf.setdefaultcloseoperation(jframe.exit_on_close); } } //抽象建造者：装修工人 abstract class decorator { //创建产品对象 protected parlour product = new parlour(); public abstract void buildwall(); public abstract void buildtv(); public abstract void buildsofa(); //返回产品对象 public parlour getresult() { return product; } } //具体建造者：具体装修工人1 class concretedecorator1 extends decorator { public void buildwall() { product.setwall("w1"); } public void buildtv() { product.settv("tv1"); } public void buildsofa() { product.setsofa("sf1"); } } //具体建造者：具体装修工人2 class concretedecorator2 extends decorator { public void buildwall() { product.setwall("w2"); } public void buildtv() { product.settv("tv2"); } public void buildsofa() { product.setsofa("sf2"); } } //指挥者：项目经理 class projectmanager { private decorator builder; public projectmanager(decorator builder) { this.builder = builder; } //产品构建与组装方法 public parlour decorate() { builder.buildwall(); builder.buildtv(); builder.buildsofa(); return builder.getresult(); } } package builder; import org.w3c.dom.document; import org.w3c.dom.node; import org.w3c.dom.nodelist; import javax.xml.parsers.documentbuilder; import javax.xml.parsers.documentbuilderfactory; import java.io.file; class readxml { public static object getobject() { try { documentbuilderfactory dfactory = documentbuilderfactory.newinstance(); documentbuilder builder = dfactory.newdocumentbuilder(); document doc; doc = builder.parse(new file("src/builder/config.xml")); nodelist nl = doc.getelementsbytagname("classname"); node classnode = nl.item(0).getfirstchild(); string cname = "builder." classnode.getnodevalue(); system.out.println("新类名：" cname); class c = class.forname(cname); object obj = c.newinstance(); return obj; } catch (exception e) { e.printstacktrace(); return null; } } } 程序运行结果如图 3 所示。 模式的应用场景
建造者模式唯一区别于工厂模式的是针对复杂对象的创建。也就是说，如果创建简单对象，通常都是使用工厂模式进行创建，而如果创建复杂对象，就可以考虑使用建造者模式。 当需要创建的产品具备复杂创建过程时，可以抽取出共性创建过程，然后交由具体实现类自定义创建流程，使得同样的创建行为可以生产出不同的产品，分离了创建与表示，使创建产品的灵活性大大增加。 建造者模式主要适用于以下应用场景：- 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果。
- 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同。
- 产品类非常复杂，或者产品类中不同的调用顺序产生不同的作用。
- 初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值。
建造者模式和工厂模式的区别
通过前面的学习，我们已经了解了建造者模式，那么它和工厂模式有什么区别呢？- 建造者模式更加注重方法的调用顺序，工厂模式注重创建对象。
- 创建对象的力度不同，建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，工厂模式创建出来的对象都一样
- 关注重点不一样，工厂模式只需要把对象创建出来就可以了，而建造者模式不仅要创建出对象，还要知道对象由哪些部件组成。
- 建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终对象部件组成也不一样。
模式的扩展
建造者（builder）模式在应用过程中可以根据需要改变，如果创建的产品种类只有一种，只需要一个具体建造者，这时可以省略掉抽象建造者，甚至可以省略掉指挥者角色。展开全文