【Java设计模式】用盖房子案例讲解建造者模式(生成器模式)

一、前言

今天学习了Java设计模式中的建造者模式，细心整理了学习笔记以及对这个模式的自我理解，希望大家喜欢！

二、需求介绍

现在我们需要建房子，过程为打桩、砌墙、封顶。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。请编写程序，完成需求

三、传统方式

1、类图分析

2、代码分析

先创建一个抽象类​​AbstractHouse​​，具有打地基、砌墙、封装屋顶以及建房子的功能

public abstract class AbstractHouse {
    //打地基
    public abstract void buildBasic();
    //砌墙
    public abstract void buildWalls();
    //封装屋顶
    public abstract void roofed();
    //开始建房子
    public void build() {
        buildBasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

然后选择自己想建造的房子，我选择的是普通的房子，对应类​​CommonHouse​​

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("普通房子开始打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子开始建墙了");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子准备封顶喽");
    }
}

最后写一个类​​Client​​用来检测结果

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

3、代码结果

4、问题分析

优点是比较好理解，简单易操作。

缺点是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。

四、建造者模式

1、基本介绍

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。

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。

2、四个角色

• Product（产品角色）： 一个具体的产品对象。
• Builder（抽象建造者）： 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

3、类图分析

4、代码分析

先创建一个房子类​​House​​，具有打地基、砌墙和封装屋顶的功能

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;
    }
}

接着创建抽象的建造者​​HouseBuilder​​

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

然后创建指挥者​​HouseDirector​​，动态的指定制作流程，返回产品

public class HouseDirector {
    HouseBuilder houseBuilder = null;
    //空参构造器
    public HouseDirector() {
    }
    //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 constructorHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.roofed();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

刚才建造的是普通的房子，现在我想要建造一个高楼类​​HighBuilding​​

public class HighBuilding extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("高楼房子开始打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("高楼房子开始建墙了");
    }
    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("高楼房子准备封顶喽");
    }
}

最后写一个类用来测试

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //准备创建房子的指挥者
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector();
        //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.constructorHouse();
    }
}

5、代码结果

6、注意事项

• 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象
• 可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更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共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
• 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式.

五、总结

那么抽象工厂模式与建造者模式有什么不同点呢？

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，由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品