设计模式之建造者模式

1 概述

    建造者模式(Builder Pattern)主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”，在这其中“分步骤”是一个稳定的算法，而复杂对象的各个部分则经常变化。因此， 建造者模式主要用来解决“对象部分”的需求变化。 这样可以对对象构造的过程进行更加精细的控制。

2 示例

    还是以生产手机为例，每个手机分为屏幕Screen、CPU、Battery。现在要生产两种手机，苹果机和三星。

 苹果：

 1 package org.scott.builder.before.use; 2  3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.List; 5  6 /**  7  * @author Scott 8  * @version 2013-11-20  9  * @description10  */11 public class ApplePhone {12     List<String> parts = new ArrayList<String>();13     14     public void createCPU() {15         parts.add("CUP: Qualcomm");16     }17 18     public void createScreen() {19         parts.add("SCREEN: JDI");20     }21     22     public void createBattery() {23         parts.add("BATTERY: DeSai");24     }25     26     public void show(){27         System.out.print("产品部件信息：");28         for(String part : parts){29             System.out.print(part + "\t");30         }31     }32 }

三星：

 1 package org.scott.builder.before.use; 2  3 import java.util.ArrayList; 4 import java.util.List; 5  6 /**  7  * @author Scott 8  * @version 2013-11-20  9  * @description10  */11 public class SamsungPhone {12     List<String> parts = new ArrayList<String>();13     14     public void createCPU() {15         parts.add("CUP: MTK");16     }17 18     public void createScreen() {19         parts.add("SCREEN: Samsung");20     }21     22     public void createBattery() {23         parts.add("BATTERY: DeSai");24     }25     26     public void show(){27         System.out.print("产品部件信息：");28         for(String part : parts){29             System.out.print(part + "\t");30         }31     }32 }

测试客户端：

 1 package org.scott.builder.before.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public class BuilerTest { 8     private static ApplePhone iphone = new ApplePhone(); 9     private static SamsungPhone samPhone = new SamsungPhone();10     11     public static void main(String args[]){12         iphone.createCPU();13         iphone.createScreen();14         iphone.createBattery();15         iphone.show();16         17         samPhone.createCPU();18         samPhone.createScreen();19         samPhone.createBattery();20         samPhone.show();21     }22 }

　　是不是发现个问题？那就是生产手机的每一道工序都是一样的，确切的说是工序名称一样，只是具体的每个工序的处理不同，工序是不变的，就这么几步，每道工序的具体处理是变化的，由此，我们可以把不变的抽取出来，以“不变应万变”，将变化的，交给具体的产品来做。

　　具体怎么做？这回的Builder模式派上用场了。

 　　首先来个Phone的接口：

package org.scott.builder.after.use;import java.util.ArrayList;import java.util.List;/**  * @author Scott * @version 2013-11-20  * @description */public abstract class Phone {    protected List<String> parts = new ArrayList<String>();        public void add(String part){        parts.add(part);    }    public void show(){        System.out.print("产品部件信息：");        for(String part : parts){            System.out.print(part + "\t");        }    }}

苹果手机类：

1 package org.scott.builder.after.use;2 /** 3  * @author Scott4  * @version 2013-11-20 5  * @description6  */7 public class ApplePhone extends Phone{8 9 }

三星手机类：

1 package org.scott.builder.after.use;2 /** 3  * @author Scott4  * @version 2013-11-20 5  * @description6  */7 public class SamsungPhone extends Phone{8 9 }

再定义个生产步骤的接口Builder：

 1 package org.scott.builder.after.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public interface Builder { 8     public void buildCPU(); 9     10     public void buildScreen();11     12     public void buildBattery();13     14     public Phone getPhone();15 }

苹果手机的Builder：

 1 package org.scott.builder.after.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public class ApplePhoneBuilder implements Builder{ 8     private Phone phone = new ApplePhone(); 9     10     @Override11     public void buildCPU() {12         phone.add("CUP: Qualcomm");13     }14 15     @Override16     public void buildScreen() {17         phone.add("SCREEN: JDI");18     }19 20     @Override21     public void buildBattery() {22         phone.add("BATTERY: DeSai");23     }24 25     @Override26     public Phone getPhone() {27         return phone;28     }29 30 }

三星手机的Builder：

 1 package org.scott.builder.after.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public class SamsungPhoneBuilder implements Builder{ 8      9     private Phone phone = new SamsungPhone();10     11     @Override12     public void buildCPU() {13         phone.add("CUP: MTK");        14     }15 16     @Override17     public void buildScreen() {18         phone.add("SCREEN: Samsung");19     }20 21     @Override22     public void buildBattery() {23         phone.add("BATTERY: DeSai");        24     }25 26     @Override27     public Phone getPhone() {28         return phone;29     }30 31 }

指导具体生产手机的Director：

 1 package org.scott.builder.after.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public class Director { 8     private Builder builder; 9     10     public Director(Builder builder){11         this.builder = builder;12     }13     14     public void construct(){15         builder.buildCPU();16         builder.buildScreen();17         builder.buildBattery();18     }19 }

　　最后写个测试类：

 1 package org.scott.builder.after.use; 2 /**  3  * @author Scott 4  * @version 2013-11-20  5  * @description 6  */ 7 public class BuilderTest { 8  9     private static Builder iPhoneBuilder = new ApplePhoneBuilder();10     private static Builder samPhoneBuilder  = new SamsungPhoneBuilder();11     12     public static void main(String[] args) {13         Director director = new Director(iPhoneBuilder);14         director.construct();15         Phone phone = iPhoneBuilder.getPhone();16         System.out.println("iphone");17         phone.show();18         19         director = new Director(samPhoneBuilder);20         director.construct();21         phone = samPhoneBuilder.getPhone();22         System.out.println("\nsamSung");23         phone.show();24     }25 26 }

运行结果：

iphone产品部件信息：CUP: Qualcomm    SCREEN: JDI    BATTERY: DeSai    samSung产品部件信息：CUP: MTK    SCREEN: Samsung    BATTERY: DeSai    

　　这里的两个Phone实体类是空的，如果是这种情况，那么它们可以省略掉，如果 Phone接口也可以被省略掉，最终剩下的就只有 Director、Builder、和具体的 Bulider 实现类。并且，ApplePhone类和 SamsungPhone类是有关系的两个类，它们不同的手机品牌，如果遇到两个或多个没有太多关系的类，公共的接口Phone就没有存在的必要，但是这时候，那么 Builder 接口的规定的 getPhone() 方法的返回值怎么确定呢？

　　无论返回值类型是 ApplePhone还是SamsungPhone，都会产生问题，因为返回结果的类型不统一。此时，可以将 Phone定义成一个空接口（不包含任何方法的接口），再让这些没有相互关系的具体产品类都去实现这个接口，那么 Builder 接口里面规定的 getPhone() 方法的返回值类型依然是 Phone 类型，就解决问题了。不过这种情况下，也就没有使用Builder模式的必要了。

是不是看着和工厂模式也有点那么类似？工厂模式是对象之间的，是以对象为处理单位，而建造模式是深入到了对象的内部，以对象生产的步骤作为处理单位。这是我的理解，若是不准确，可以一起讨论讨论~

      最后来个图吧，经典的建造模式UML图：