建造者模式

1. 介绍

建造者模式（Builder Pattern）是一种设计模式，又名：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，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。也就是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。

2. 实现方式

建造者模式的类图为：

一般建造者模式的角色包括：Builder、ConcreteBuilder、Product和Director四个角色。
Builder（抽象建造者）：为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，一个方法是buildPart（），用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult（），用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现了Builder接口，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
Product（产品角色）：被构建的复杂对象，包含对个组成部分，具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
Director（指挥者）：负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在 construct（）建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互。

Builder角色

public interface Builder {public final Product product=new Product();    void buildWheel();    void buildEnginer();    void buildBody();    Product getResult();}

ConcreteBuilder角色

public class ConcreteBuilder1 implements Builder {    Product product=new Product();    @Override    public void buildWheel() {product.setWheel("big");    }    @Override    public void buildEnginer() {    }    @Override    public void buildBody() {    }    @Override    public Product getResult() {        return product;    }}

public class ConcreteBuilder2 implements Builder {    Product product=new Product();    @Override    public void buildWheel() {   product.setWheel("small");    }    @Override    public void buildEnginer() {    }    @Override    public void buildBody() {    }    @Override    public Product getResult() {        return product;    }}

Product角色

public class Product {    private String wheel;    private String enginer;    private String body;    public String getWheel() {        return wheel;    }    public void setWheel(String wheel) {        this.wheel = wheel;    }    public String getEnginer() {        return enginer;    }    public void setEnginer(String enginer) {        this.enginer = enginer;    }    public String getBody() {        return body;    }    public void setBody(String body) {        this.body = body;    }}

Director角色

public class Director {    private Builder builder;    public Director(Builder builder){        this.builder=builder;    }    public Product construct(){        builder.buildWheel();        builder.buildEnginer();        builder.buildBody();      return   builder.getResult();    }}

Client测试类

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Builder builder = new ConcreteBuilder1();        Director director = new Director(builder);        Product product = director.construct();        System.out.println(product.getWheel());        Builder builder1 = new ConcreteBuilder2();        Director director1 = new Director(builder1);        Product product1 = director1.construct();        System.out.println(product1.getWheel());    }}

3. 优缺点

建造者模式的主要优点如下：

(1) 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。
(2) 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。由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合“开闭原则”。
(3) 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。

建造者模式的主要缺点如下：

(1) 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，例如很多组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
(2) 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，增加系统的理解难度和运行成本。

4. 应用场景

在以下情况下可以考虑使用建造者模式：

(1) 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。
(2) 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。
(3) 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类和客户类中。
(4) 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。

jdk中的建造者模式：

java.lang.StringBuilder#append()
java.lang.StringBuffer#append()
java.sql.PreparedStatement

5. 注意事项

建造者模式和抽象工厂模式在功能上很相似，主要区别：
建造者一般用来创建大的复杂的对象；建造者模式强调的是一步步创建对象，可以改变步骤来生成不同的对象；一般来说建造者模式中对象不直接返回。