设计模式之建造者模式（Builder）

建造者模式（Builder Pattern）也叫生成器模式，其定义如下：“separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations“。将一个复杂对象的构建与它的标示分离，使同样的构建过程刻意创建不同的表示。

建造模式是将复杂的内部创建封装在内部，对于外部调用的人来说，只需要传入建造者和建造工具，对于内部是如何建造成成品的，调用者无需关心。

建造者模式的优点：

• 封装性:使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节，如例子中我们就不需要关心每一个具体的模型内部是如何实现的，产生的对象类型就是CarModel。
• 可扩展性：Builder之间是相互独立的，与其它的Builder无关，对系统的扩展非常有利。
• 可控性：由于具体的建造者是独立的，因此可以对建造过程逐步细化，而不对其他的模块产生任何影响。

建造者模式有四种角色：

1. 产品(Product)。产品就是要被构造的复杂对象，包含对象的各个组成部件，包括将这些部件装配成最终产品的方法。
2. 建造者(Builder)。一个抽象接口，规范产品各个组成部件的建造。接口包含两种方法，一是各部分建造的方法，二是返回产品结果的方法。
3. 具体建造者(ConcreteBuilder)。实现建造者接口，提供产品的实例。
4. 指导者(Director)。构造一个Builder接口的对象，不需要知道产品内容。

下面以建立一个学生对象为例子。

首先，定义一个学生信息类，包含学生信息的各个组成成分和一个显示具体信息的方法。

public class Student{   private String name   = null;   private int    age    = -1;   private String sex    = null;   private float  weight = -1;   private float  height = -1;   public String getName()   {      return name;   }   public void setName(String name)   {      this.name = name;   }   public int getAge()   {      return age;   }   public void setAge(int age)   {      this.age = age;   }   public String getSex()   {      return sex;   }   public void setSex(String sex)   {      this.sex = sex;   }   public float getWeight()   {      return weight;   }   public void setWeight(float weight)   {      this.weight = weight;   }   public float getHeight()   {      return height;   }   public void setHeight(float height)   {      this.height = height;   }   public void showInfo()   {      System.out.println("姓名：" + getName() + "\n性别：" + getSex() + "\n年龄：" + getAge()            + "岁\n身高：" + getHeight() + "厘米\n体重：" + getWeight() + "公斤");   }}

然后，定义建造者需要的行为。

/** * 接口，定义建造者要做的行为 */public abstract class Builder{   protected Student student = new Student();      public abstract void setName(String name);   public abstract void setAge(int age);   public abstract void setSex(String sex);   public abstract void setWeight(float weight);   public abstract void setHeight(float height);   public abstract Student getStudent();}

接着，实现建造者的接口。

/** * 建造者实现类，执行具体操作 */public class CollegeStudentBuilder extends Builder{   @Override   public void setName(String name)   {      student.setName(name);   }   @Override   public void setAge(int age)   {      student.setAge(age);   }   @Override   public void setSex(String sex)   {      student.setSex(sex);   }   @Override   public void setWeight(float weight)   {      student.setWeight(weight);   }   @Override   public void setHeight(float height)   {      student.setHeight(height);   }      @Override   public Student getStudent()   {      return student;   }}

而指导者则是传入的Builder和Builder的参数来构造Builder。

/** * 指导者/设计师，构建一个建造者 */public class Director{   private Builder mBuilder = null;   public Director(Builder builder)   {      mBuilder = builder;   }   public void construct(String name, int age, String sex, float weight, float height)   {      mBuilder.setName(name);      mBuilder.setAge(age);      mBuilder.setSex(sex);      mBuilder.setHeight(height);      mBuilder.setWeight(weight);   }}

最后，测试一下。

public class JavaTest{   public static void main(String[] args)   {      Builder builder = new CollegeStudentBuilder();      Director director = new Director(builder);      director.construct("张三", 18, "男", 56, 172);      Student student = builder.getStudent();      student.showInfo();   }}

结果显示：

姓名：张三性别：男年龄：18岁身高：172.0厘米体重：56.0公斤

与工厂方法模式相比，建造者模式关注的是各个部件的类型和装配工艺（顺序）。

与抽象工厂模式相比，建造者模式返回一个组装好的完整产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族。