java設計模式–建造者模式詳解

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引例

需求：建造房子，建造過程包括打地基、砌墻和封頂。房子各式各樣，包括平房和別墅，編程模擬實現。

一般解法

思路：定義房子類，包括建房的方法，然後定義平房和別墅繼承房子類，重寫相關方法。

類圖：

在這裡插入圖片描述

代碼：

AbstractHouse（房子）

public abstract class AbstractHouse {
    public abstract void buildBasic();//打地基
    public abstract void buildWalls();//砌墻
    public abstract void buildRoof();//封頂
    public void build() { //建房
       buildBasic();  //三個步驟（註意順序）
       buildWalls();
       buildRoof();
    }
}

Bungalow（平房）

public class Bungalow extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("平房打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("平房砌墻");
    }
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println("平房封頂");
    }
}

Villa （別墅）

public class Villa extends AbstractHouse{
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("別墅打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("別墅砌墻");
    }
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println("別墅封頂");
    }
}

客戶端調用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Bungalow bungalow = new Bungalow();
        bungalow.build();
        Villa villa = new Villa();
        villa.build();
    }
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

缺點：

程序不好擴展和維護，把產品和創建產品過程封裝在一起，耦合性高。

解耦產品和創建產品過程=》建造者模式

建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）又叫生成器模式，是一種對象構建模式。它可以將復雜對象的建造過程抽象出來（抽象類別），使這個抽象過程的不同實現方法可以構造出不同表現（屬性）的對象。

一步一步創建一個復雜的對象，允許用戶隻通過指定復雜對象的類型和內容就可以構建它們，而不需要知道內部的具體構建細節。

類圖：

在這裡插入圖片描述

  • Product（產品）： 具體的產品對象
  • Builder（抽象建造者）： 創建一個產品對象的各個部件指定的接口/抽象類。
  • ConcreteBuilder（具體建造者）： 實現接口，構建和裝配各個部件。
  • Director（指揮者）： 構建一個使用Builder接口的對象，負責控制產品對象的生產過程，隔離瞭客戶與對象的生產過程。

建造者模式解法

代碼：

House類（Product產品）

public class House {
    private String baise;
    private String wall;
    private String roof;
}

HouseBuilder類（Builder抽象建造者）

public abstract class HouseBuilder {
    protected House house = new House();
    //將建造的流程寫好, 抽象的方法
    public abstract void buildBasic();
    public abstract void buildWalls();
    public abstract void buildRoof();
    //建造房子好， 將產品(房子) 返回
    public House buildHouse() {
        return house;
    }
}

3.Bungalow類（ConcreteBuilder具體建造者A）

public class Bungalow extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("平房打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("平房砌墻");
    }
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println("平房封頂");
    }
}

4.Villa類（ConcreteBuilder具體建造者B）

public class Villa extends HouseBuilder {
    @Override
    public void buildBasic() {
        System.out.println("別墅打地基");
    }
    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("別墅砌墻");
    }
    @Override
    public void buildRoof() {
        System.out.println("別墅封頂");
    }
}

5.HouseDirector類（Director指揮者）

public class HouseDirector {
    HouseBuilder houseBuilder = null;
    //構造器傳入 houseBuilder
    public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
    //通過setter 傳入 houseBuilder
    public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
        this.houseBuilder = houseBuilder;
    }
    //如何處理建造房子的流程，交給指揮者
    public House constructHouse() {
        houseBuilder.buildBasic();
        houseBuilder.buildWalls();
        houseBuilder.buildRoof();
        return houseBuilder.buildHouse();
    }
}

客戶端調用

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //蓋平房
        Bungalow commonHouse = new Bungalow();
        //準備創建房子的指揮者
        HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
        //完成蓋房子，返回產品(普通房子)
        House house = houseDirector.constructHouse();
        System.out.println("--------------------------");
        //蓋別墅
        Villa highBuilding = new Villa();
        //重置建造者
        houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
        //完成蓋房子，返回產品(高樓)
        houseDirector.constructHouse();
    }
}

運行結果：

在這裡插入圖片描述

總結

  • 客戶端不必知道產品內部組成的細節，將產品本身與產品的創建過程解耦，使得相同的創建過程可以創建不同的產品對象。
  • 將復雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得創建過程更加清晰。
  • 使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象。
  • 增加新的具體建造者無須修改原有代碼。
  • 若產品間的差異很大，則不適合使用建造者模式。
  • 抽象工廠模式VS建造者模式

抽象工廠模式是對產品傢族的創建，一個產品傢族是一系列產品：具有不同分類維度的產品組合，采用抽象工廠模式不需要關心構建過程，隻關心什麼產品由什麼工廠生產即可。

而建造者模式則是要求按照指定的藍圖建造產品，它的主要目的是通過組裝零配件而產生一個新產品。

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