造者模式(Builder Pattern):将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

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。建造者模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同,建造者模式又可以称为生成器模式。

建造者模式结构

建造者模式包含如下角色:

  • Builder:抽象建造者
  • ConcreteBuilder:具体建造者
  • Director:指挥者
  • Product:产品角色

建造者模式

建造者模式优点

  • 在建造者模式中, 客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
  • 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”。

建造者模式缺点

  • 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。

建造者模式示例

产品角色:Role

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public class Role {
private String head;
private String face;
private String body;
/**生命值*/
private Double hp;
/**能量值*/
private Double sp;
/**魔法值*/
private Double mp;
//省略get、set方法
}

抽象建造者:

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public abstract class Builder {
protected Role role = new Role();

public abstract void buildHead();

public abstract void buildFace();

public abstract void buildBody();

public abstract void buildHp();

public abstract void buildSp();

public abstract void buildMp();

public Role getResult() {
return role;
}
}

普通角色建造者:

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public class CommonRoleBuilder extends Builder {
private Role role = new Role();

@Override
public void buildHead() {
role.setBody("common head");
}

@Override
public void buildFace() {
role.setFace("common face");
}

@Override
public void buildBody() {
role.setBody("common body");
}

@Override
public void buildHp() {
role.setHp(100d);
}

@Override
public void buildSp() {
role.setSp(100d);
}

@Override
public void buildMp() {
role.setMp(100d);
}

@Override
public Role getResult() {
return role;
}
}

超级角色建造者

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public class SuperRoleBuilder extends Builder {
private Role role = new Role();

@Override
public void buildHead() {
role.setBody("suoer head");
}

@Override
public void buildFace() {
role.setFace("super face");
}

@Override
public void buildBody() {
role.setBody("super body");
}

@Override
public void buildHp() {
role.setHp(120d);
}

@Override
public void buildSp() {
role.setSp(120d);
}

@Override
public void buildMp() {
role.setMp(120d);
}

@Override
public Role getResult() {
return role;
}
}

指挥者:

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public class Director {
public void construct(Builder builder){
builder.buildBody();
builder.buildHead();
builder.buildFace();
builder.buildHp();
builder.buildMp();
builder.buildSp();
}
}

适用环境

  • 需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象通常包含多个成员属性。
  • 需要生成的产品对象的属性相互依赖,需要指定其生成顺序。
  • 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类,将创建过程封装在指挥者类中,而不在建造者类中。
  • 隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

建造者模式与工厂模式

不难看出,建造者模式与工厂模式极为类似,建造者模式仅仅只比工厂模式多了一个“导演类”的角色。在建造者模式的类图中,假如把这个导演类看做是最终调用的客户端,那么图中剩余的部分就可以看作是一个简单工厂模式了。

与工厂模式相比,建造者模式一般用来创建更为复杂的对象,因为对象的创建过程更为复杂,因此将对象的创建过程独立出来组成一个新的类——导演类。也就是说,工厂模式是将对象的全部创建过程封装在工厂类中,由工厂类向客户端提供最终的产品;而建造者模式中,建造者类一般只提供产品类中各个组件的建造,而将具体建造过程交付给导演类。由导演类负责将各个组件按照特定的规则组建为产品,然后将组建好的产品交付给客户端。