Java 超詳細講解設計模式之中的建造者模式

2022-03-26 13:00:36

1、什麼是建造者模式？

我們知道在軟體開發過程中有時需要建立一個很複雜的物件，通常由多個子部件按一定的步驟組合而成。

例如，比如我們在自己在組裝一臺計算機的時候，需要有 CPU、主機板、記憶體、硬碟、顯示卡、機箱、顯示器、鍵盤、滑鼠等部件組裝而成的。比如學校需要採購100臺計算機，學校不可能自己把零件買過來自己組裝，肯定是告訴採購員需要怎麼樣的設定，然後由採購員去電腦公司購買，公司幫你組裝好後再交給採購員，最後交給學校。

上面這個舉例可以看出各個部件可以靈活選擇（包括電腦各個設定的檔次），但其建立步驟都大同小異。但是這類產品的建立無法用前面介紹的工廠模式描述，只有建造者模式可以很好地描述該類產品的建立。

2、建造者模式的定義

建造者模式的定義：

將一個複雜物件的構造與它的表示分離，使同樣的構建過程可以建立不同的表示，這樣的設計模式被稱為建造者模式。它是將一個複雜的物件分解為多個簡單的物件，然後一步一步構建而成。它將變與不變相分離，即產品的組成部分是不變的，但每一部分是可以靈活選擇的。

一句話概括：將一個複雜的物件的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以建立不同的表示

型別：建立類模式

3、建造者模式的優缺點

優點：

封裝性良好，構建和表示分離
擴充套件性比較好，各個具體的建造者相互獨立，有利於系統的解耦
使用者端沒必要知道產品內部組成的細節，建造者可以對建立過程逐步細化，而不對其它模組產生任何影響，便於控制細節風險

缺點：

產品的組成部分必須相同，這限制了其使用範圍
如果產品的內部變化複雜，如果產品內部發生變化，則建造者也要同步修改，後期維護成本較大

注意：

建造者模式和工廠模式的關注點不同：建造者模式注重零部件的組裝過程，而工廠方法模式更注重零部件的建立過程，但兩者可以結合使用。

4、建造者模式的結構

建造者模式的主要角色如下：

產品角色（Product）：它是包含多個組成部件的複雜物件，由具體建造者來建立其各個零部件
抽象建造者（Builder）：實現Builder的介面以構造和裝配該產品的各個部件，定義並明確它所建立的表示，並提供一個檢索產品的介面
具體建造者(Concrete Builder）：構造一個使用Builder介面的物件，指導構建過程
指揮者（Director）：它呼叫建造者物件中的部件構造與裝配方法完成複雜物件的建立，在指揮者中不涉及具體產品的資訊

結構圖（參考自網際網路）：

5、建造者模式程式碼演示

比如現在需要建造一輛汽車：

產品類：

/**
 * 產品類
 */
public class Car {

    //車的建造過程

    private String wheel;  //車輪
    private String skeleton;  //車架
    private String engine;   //發動機


    public String getWheel() {
        return wheel;
    }

    public void setWheel(String wheel) {
        this.wheel = wheel;
    }

    public String getSkeleton() {
        return skeleton;
    }

    public void setSkeleton(String skeleton) {
        this.skeleton = skeleton;
    }

    public String getEngine() {
        return engine;
    }

    public void setEngine(String engine) {
        this.engine = engine;
    }
}

指導者類：

/**
 * 指導者
 */

//汽車總監
public class CarDirector {

    public Car constructCar(ICarBuilder builder){
        builder.buildwheel();
        builder.buildSkeleton();
        builder.buildEngine();

        return builder.buildCar();
    }
}

具體建造者：

/**
 * 具體建造者：生產具體的東西
 */

public class ConcreteBuilder implements ICarBuilder{


    Car car;

    public ConcreteBuilder(){
        car = new Car();
    }

    @Override
    public void buildwheel() {
        car.setWheel("輪子");
    }

    @Override
    public void buildSkeleton() {
        car.setSkeleton("車身結構");
    }

    @Override
    public void buildEngine() {
        car.setEngine("發動機");
    }

    @Override
    public Car buildCar() {
        return this.car;
    }
}

抽象建造者（介面）：

/**
 * 抽象建造者
 */
public interface ICarBuilder {

    public void buildwheel();   //構建車輪
    public void buildSkeleton();   //構建骨架
    public void buildEngine(); //構建發動機

    Car buildCar();

}

測試類：

public class Test {

    public static void main(String[] args){

        //新建一個總監（替你去買汽車）
        CarDirector director = new CarDirector();

        Car car = director.constructCar(new ConcreteBuilder());

        System.out.println(car.getWheel());
        System.out.println(car.getEngine());
        System.out.println(car.getSkeleton());
    }
}

看完程式碼演示後再結合文章的第一部分，就可以看懂啦！！