（十）建造者模式

又是一个周三，快要下班了，老大突然又拉住我，喜滋滋的告诉我“牛叉公司很满意我们做的模型，
又签订了一个合同，把奔驰、宝马的车辆模型都交给我我们公司制作了，不过这次又额外增加了一个新需
求：汽车的启动、停止、喇叭声音、引擎声音都有客户自己控制，他想什么顺序就什么顺序，这个没问题
吧?”。 
看着老大殷切的目光，我还能说啥，肯定的点头， “没问题！ ” ，加班加点做呗， “再苦再累就当自己二
百五 再难再险就当自己二皮脸 与君共勉！ ” 这句话说出了我的心声。 那任务是接下来， 我们怎么做实现呢？ 
首先我们想了，奔驰、宝马都是一个产品，他们有共有的属性，牛叉公司关心的是单个模型，奔驰模
型 A 是先有引擎声音，然后再启动；奔驰模型 B 呢是先启动起来，然后再有引擎声音，这才是牛叉公司要
关关心的，那到我们老大这边呢，就是满足人家的要求，要什么顺序就立马能产生什么顺序的模型出来，
我呢就负责把老大的要求实现掉，而且还要是批量的，看不懂？没关系，继续看下去，首先由我生产出 N
多个奔驰和宝马车辆模型，这些车辆模型的都有 run 方法，但是具体到每一个模型的 run 方法可能中间的
执行任务的顺序是不同的，老大说要啥顺序，我就给啥顺序，最终客户买走后只能是既定的模型，还是没
听明白，我们继续，我们先把我们最基本的对象 Product在类图中表明出来： 
 
我们定义了一个 CarModel 的抽象类，其中 run 和setSequence是由抽象类实现的，其他都是子类自己
实现，那这个是否可以解决这个问题呢?应该可以，我们把代码实现出来，先看 CarModel.java程序： 


package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
 * @author cbf4Life [e-mail] 
 * I'm glad to share my knowledge with you all. 
 * 定义一个车辆模型的抽象类，所有的车辆模型都继承这里类 
 */ 
public abstract class CarModel { 
  
  //这个参数是各个基本方法执行的顺序 
  private ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>(); 
  
  /* 
   * 模型是启动开始跑了 
   */ 
  protected abstract void start(); 
  
  //能发动，那还要能停下来，那才是真本事 
  protected abstract void stop(); 
  
  //喇叭会出声音，是滴滴叫，还是哔哔叫 
  protected abstract void alarm(); 
  
  //引擎会轰隆隆的响，不响那是假的 
  protected abstract void engineBoom(); 
  
  //那模型应该会跑吧，别管是人推的，还是电力驱动，总之要会跑 
  final public void run() { 
   
   //循环一遍，谁在前，就先执行谁 
   for(int i=0;i<this.sequence.size();i++){ 
   String  actionName  = this.sequence.get(i); 
    
    if(actionName.equalsIgnoreCase("start")){  //如果是start关键字， 
     this.start();  //开启汽车 
   }else if(actionName.equalsIgnoreCase("stop")){ //如果是stop关键字 
     this.stop(); //停止汽车    
   }else if(actionName.equalsIgnoreCase("alarm")){ //如果是alarm关键字 
     this.alarm(); //喇叭开始叫了 
   }else if(actionName.equalsIgnoreCase("engine boom")){  //如果是engine 
boom关键字 
     this.engineBoom();  //引擎开始轰鸣 
   }  
      
  } 
   
 } 
  
  //把传递过来的值传递到类内 
  final public void setSequence(ArrayList<String> sequence){ 
   this.sequence = sequence; 
 } 
} 
 
其中 setSequence 方法是允许客户自己设置一个顺序，是要先跑起来在有引擎声音还是先有引擎声音再
跑起来，还是说那个喇叭就不要响，对于一个具体的模型永远都固定的，那这个事由牛叉告诉我们，有 1W 件事
这样的，1W件事那样的顺序，目前的设计都能满足这个要求。 
run 方法使用了一个数组的遍历，确定那个是先执行，程序比较简单，不多说了，我们继续看两个实现类，
先看 BenzModel.java 程序： 
 
package com.cbf4life; 
 
/** 
 * @author cbf4Life [e-mail] 
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 * 奔驰车模型 
 */ 
public class BenzModel extends CarModel { 
 
 
  @Override 
  protected void alarm() { 
  System.out.println("奔驰车的喇叭声音是这个样子的..."); 
 } 
 
 
  @Override 
  protected void engineBoom() { 
  System.out.println("奔驰车的引擎是这个声音的..."); 
 } 
 
 
  @Override 
    protected void start() { 
  System.out.println("奔驰车跑起来是这个样子的..."); 
 } 
 
 
  @Override 
  protected void stop() { 
  System.out.println("奔驰车应该这样停车..."); 
 } 
 
} 
 
没啥特别的，不多说，再看 BMWModel.java 程序： 
 
package com.cbf4life; 
 
/** 
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 * 宝马车模型 
 */ 
public class BMWModel extends CarModel { 
 
 
  @Override 
  protected void alarm() { 
  System.out.println("宝马车的喇叭声音是这个样子的..."); 
 } 
 
 
  @Override 
  protected void engineBoom() { 
  System.out.println("宝马车的引擎是这个声音的..."); 
 } 
 
 
  @Override 
  protected void start() { 
  System.out.println("宝马车跑起来是这个样子的..."); 
 } 
 
 
  @Override
    protected void stop() { 
  System.out.println("宝马车应该这样停车..."); 
 } 
 
} 
 
两个实现类都完成，我们再来看牛叉公司要的要求，我先要 1个奔驰的模型，这个模型的要求是跑的时候，
先发动引擎，然后再挂档启动，然后停下来，不需要喇叭，那怎么实现呢： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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 * 最终客户开始使用这个模型 
 */ 
public class Client { 
 
  public static void main(String[] args) { 
   /* 
    * 客户告诉牛叉公司，我要这样一个模型，然后牛叉公司就告诉我老大 
    * 说要这样一个模型，这样一个顺序，然后我就来制造 
    */ 
    BenzModel benz = new BenzModel(); 
    ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
   
  sequence.add("engine boom");  //客户要求，run的时候时候先发动引擎 
  sequence.add("start");  //启动起来 
  sequence.add("stop");  //开了一段就停下来 
   
   //然后我们把这个顺序给奔驰车： 
  benz.setSequence(sequence); 
  benz.run(); 
   
 } 
 
} 
 
运行结果是这样的： 
奔驰车的引擎是这个声音的... 
奔驰车跑起来是这个样子的... 
奔驰车应该这样停车... 
 
看，满足了牛叉公司的需求了，满足完了，还要下一个需求呀，然后是第 2件宝马模型，只要启动，停止，
其他的什么都不要，第 3件模型，先喇叭，然后启动，然后停止，第 4 件...，直到把你逼疯为止，那怎么办？
我们修改程序，满足这种变态需求，好，看我如何修改，先修改类图： 
 
增加了一个 CarBuilder 的抽象类，以及两个实现类，其目的是你要什么排列顺序的车，我就给你什么顺
序的车，那我们先看 CarBuilder.java 抽象类的程序： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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 * 要什么顺序的车，你说，我给建造出来 
 */ 
public abstract class CarBuilder { 
  
  //建造一个模型，你要给我一个顺序要，就是组装顺序 
  public abstract void setSequence(ArrayList<String> sequence);
    //设置完毕顺序后，就可以直接拿到这个车辆模型 
  public abstract CarModel getCarModel(); 
} 
 
这个抽象类比较简单，程序上也以后注释说明，不多说，我们看两个实现类，先看 BenzBuilder.java
的程序代码： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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 * 各种设施都给了，我们按照一定的顺序制造一个奔驰车 
 */ 
public class BenzBuilder extends CarBuilder { 
  private BenzModel benz = new BenzModel(); 
 
  @Override 
  public CarModel getCarModel() { 
   return this.benz; 
 } 
 
  @Override 
  public void setSequence(ArrayList<String> sequence) { 
   this.benz.setSequence(sequence); 
 } 
 
} 
 
下面是 BMWBuilder.java 程序代码： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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  * 给定一个顺序，返回一个宝马车 
 */ 
public class BMWBuilder extends CarBuilder { 
  private BMWModel bmw = new BMWModel(); 
  
 @Override 
  public CarModel getCarModel() { 
   return this.bmw; 
 } 
 
  @Override 
  public void setSequence(ArrayList<String> sequence) { 
   this.bmw.setSequence(sequence); 
 } 
 
} 
 
程序很简单，很实用，这就是我最希望的，简单而又实用，我欣赏这样的程序员。那我们再来看我们
Client.java 程序的修改： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
 * @author cbf4Life [e-mail] 
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 * 最终客户开始使用这个模型 
 */ 
public class Client { 
 
  public static void main(String[] args) { 
   /* 
    * 客户告诉牛叉公司，我要这样一个模型，然后牛叉公司就告诉我老大 
    * 说要这样一个模型，这样一个顺序，然后我就来制造 
    */ 
    ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
  sequence.add("engine boom");  //客户要求，run的时候时候先发动引擎 
  sequence.add("start");  //启动起来 
  sequence.add("stop");  //开了一段就停下来 
   
   //要一个奔驰车： 
       BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder(); 
   //把顺序给这个builder类，制造出这样一个车出来 
  benzBuilder.setSequence(sequence); 
   //制造出一个奔驰车 
    BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel(); 
   //奔驰车跑一下看看 
  benz.run(); 
   
 } 
 
} 
 
运行结果如下： 
 
奔驰车的引擎是这个声音的... 
奔驰车跑起来是这个样子的... 
奔驰车应该这样停车... 
 
那如果我再想要个同样顺序的宝马车呢？很简单，Client.java 程序如下： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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 * 最终客户开始使用这个模型 
 */ 
public class Client { 
 
  public static void main(String[] args) { 
    ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
  sequence.add("engine boom");  //客户要求，run的时候时候先发动引擎 
  sequence.add("start");  //启动起来 
  sequence.add("stop");  //开了一段就挺下来 
   
   //要一个奔驰车： 
    BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder(); 
   //把顺序给这个builder类，制造出这样一个车出来 
  benzBuilder.setSequence(sequence); 
     //制造出一个奔驰车 
    BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel(); 
   //奔驰车跑一下看看 
  benz.run(); 
   
   //按照同样的顺序，我再要一个宝马 
    BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder(); 
  bmwBuilder.setSequence(sequence); 
    BMWModel bmw = (BMWModel)bmwBuilder.getCarModel(); 
  bmw.run(); 
     
 } 
 
} 
 
运行结果如下： 
 
奔驰车的引擎是这个声音的... 
奔驰车跑起来是这个样子的... 
奔驰车应该这样停车... 
宝马车的引擎是这个声音的... 
宝马车跑起来是这个样子的... 
宝马车应该这样停车... 
 
看，是不是比刚开始直接访问产品类(Procuct)简单了很多吧，那这有个这样的需求，这四个过程
（start,stop,alarm,engineBoom）按照排列组合有很多种，那我们怎么满足这种需求呢？也就是要有个类
来安排这几个方法组合，就像导演安排演员一样，那个先出场那个后出场，那个不出场，我们这个也叫导演类，
那我们修改一下类图： 


增加了 Director 类，这个类是做了层封装，类中的方法说明如下： 
A型号的奔驰车辆模型是只有启动（start）、停止(stop)方法，其他的引擎声音、喇叭都没有; 
B型号的奔驰车是先发动引擎（engine boom）,然后启动(star),再然后停车(stop),没有喇叭； 
C型号的宝马车是先喇叭叫一下（alarm），然后（start）,再然后是停车(stop)，引擎不轰鸣； 
D型号的宝马车就一个启动(start)，然后一路跑到黑，永动机，没有停止方法，没有喇叭，没有引擎轰鸣；  
E型号、 F型号〉鹊龋?可以有很多， 启动(start)、 停止(stop)、 喇叭(alarm)、 引擎轰鸣(engine  boom)
这四个方法在这个类中可以随意的自由组合，有几种呢？好像是排列组合，这个不会算，高中数学没学好，反正
有很多种了，这里都可以实现。 
我们看一下代码实现，Director.java 代码如下： 
 
package com.cbf4life; 
 
import java.util.ArrayList; 
 
/** 
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 * 导演安排顺序，生产车辆模型 
 */ 
public class Director { 
  private ArrayList<String> sequence = new ArrayList(); 
  private BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
    private BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder(); 
  
 /* 
   *  A类型的奔驰车模型，先start,然后stop,其他什么引擎了，喇叭一概没有 
   */ 
  public BenzModel getABenzModel(){ 
   //清理场景，这里是一些初级程序员不注意的地方 
   this.sequence.clear(); 
   
   //这只ABenzModel的执行顺序 
   this.sequence.add("start"); 
   this.sequence.add("stop"); 
   
   //按照顺序返回一个奔驰车 
   this.benzBuilder.setSequence(this.sequence); 
   return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
   
 } 
  
  /* 
   *  B型号的奔驰车模型，是先发动引擎，然后启动，然后停止，没有喇叭 
   */ 
  public BenzModel getBBenzModel(){ 
   this.sequence.clear(); 
   
   this.sequence.add("engine boom"); 
   this.sequence.add("start"); 
   this.sequence.add("stop"); 
   
   this.benzBuilder.setSequence(this.sequence); 
   return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
 } 
  
  /* 
   *  C型号的宝马车是先按下喇叭（炫耀嘛），然后启动，然后停止 
   */ 
  public BMWModel getCBMWModel(){ 
   this.sequence.clear(); 
   
   this.sequence.add("alarm"); 
   this.sequence.add("start"); 
   this.sequence.add("stop"); 
   
   this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence)
      return (BMWModel)this.bmwBuilder.getCarModel(); 
 } 
  
  /* 
   *  D类型的宝马车只有一个功能，就是跑，启动起来就跑，永远不停止，牛叉 
   */ 
  public BMWModel getDBMWModel(){ 
   this.sequence.clear(); 
   
   this.sequence.add("start"); 
   
   this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence); 
   return (BMWModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
 } 
  
  /* 
   * 这里还可以有很多方法，你可以先停止，然后再启动，或者一直停着不动，静态的嘛 
   * 导演类嘛，按照什么顺序是导演说了算 
   */ 
} 
 
大家看一下程序中有很多 this 调用，这个我一般是这样要求项目组成员的，如果你要调用类中的成员变量
或方法，需要在前面加上 this 关键字，不加也能正常的跑起来，但是不清晰，加上 this 关键字，我就是要调
用本类中成员变量或方法，而不是本方法的中的一个变量，还有 super 方法也是一样，是调用父类的的成员变
量或者方法，那就加上这个关键字，不要省略，这要靠约束，还有就是程序员的自觉性，他要是死不悔改，那咱
也没招。 
上面每个方法都一个 this.sequence.clear()，这个估计你一看就明白，但是做为一个系统分析师或是
技术经理一定要告诉告诉项目成员，ArrayList 和 HashMap 如果定义成类的成员变量，那你在方法中调用一
定要做一个 clear 的动作，防止数据混乱，这个如果你发生过一次问题的话，比如 ArrayList 中出现一个“出
乎意料”的数据，而你又花费了几个通宵才解决这个问题，那你会有很深刻的印象。 
然后 Client程序就只与 Director 打交道了，牛叉公司要A类型的奔驰车 1W辆，B 类型的奔驰车 100W
辆，C 类型的宝马车 1000W 辆，D类型的我不要： 
 
package com.cbf4life; 
 
/** 
 * @author cbf4Life [e-mail] 
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  * 这里是牛叉公司的天下，他要啥我们给啥 
 */ 
public class Client { 
 
  public static void main(String[] args) { 
    Director director = new Director(); 
   
   //1W辆A类型的奔驰车 
   for(int i=0;i<10000;i++){ 
   director.getABenzModel().run(); 
  } 
   
   //100W辆B类型的奔驰车 
   for(int i=0;i<1000000;i++){ 
   director.getBBenzModel().run(); 
  } 
   
   //1000W量C类型的宝马车 
   for(int i=0;i<10000000;i++){ 
   director.getCBMWModel().run(); 
  } 
 } 
 
} 
 
清晰，简单吧，我们写程序重构的最终目的就是这个，简单，清晰，代码是让人看的，不是写完就完事了，
我一直在教育我带的团队，Java 程序不是像我们前辈写那个二进制代码、汇编一样，写完基本上就自己能看懂，
别人看就跟看天书一样，现在的高级语言，要像写中文汉字一样，你写的，别人能看懂。 
整个程序编写完毕，而且简洁明了，这就是建造者模式，中间有几个角色需要说明一下： 
Client 就是牛叉公司，这个到具体的应用中就是其他的模块或者页面； 
CarModel 以及两个实现类 BenzModel 和 BMWModel 叫做产品类(Product Class)，这个产品类实现
了模板方法模式，也就是有模板方法和基本方法，这个参考上一节的模板方法模式； 
CarBuilder 以及两个实现类 BenzBuilder 和 BMWBuilder 叫做建造者(Builder Class)，在上面的
那个例子中就是我和我的团队，负责建造 Benz和 BMW 车模，按照指定的顺序； 
Director 类叫做导演类(Director Class),负责安排已有模块的顺序，然后告诉 Builder 开始建造，
在上面的例子中就是我们的老大，Client 找到老大，说我要这个，这个，那个类型的车辆模型，然后老大就把
命令传递给我，我和我的团队就开始拼命的建造，于是一个项目建设完毕了。 
大家看到这里估计就开始犯嘀咕了，这个建造者模式和工厂模式非常相似呀，Yes，是的，是非常相似，但
是记住一点你就可以游刃有余的使用了：建造者模式最主要功能是基本方法的调用顺序安排，也就是这些基本方
法已经实现了；而工厂方法则重点是创建，你要什么对象我创造一个对象出来，组装顺序则不是他关心的。 
建造者模式使用的场景，一是产品类非常的复杂，或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能，这个时
候使用建造者模式是非常合适，我曾在一个银行交易类项目中遇到了这个问题，一个产品的定价计算模型有 N多
种，每个模型有固定的计算步骤，计算非常复杂，项目中就使用了建造者模式；二是“ 在对象创建过程中会使
用到系统中的一些其它对象，这些对象在产品对象的创建过程中不易得到” ，这个是我没有遇到过的，创建过程
中不易得到？那为什么在设计阶段不修正这个问题，创建的时候都不易得到耶！