java建造者模式

盖房子需求

• 需要盖房子：这一过程为打桩，砌墙，封顶
• 房子有各种各样的，比如普通楼，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样但是要求不相同的。

传统方式

类图

代码实现

创建一个抽象类AbstractHouse

public abstract class AbstractHouse {
    //打地基
    public abstract void buildbasic();
    //砌墙
    public  abstract void buildWalls();
    //封顶
    public abstract void roofed();
    //有一个统一的步骤去使用
    public void build()
    {
        buildbasic();
        buildWalls();
        roofed();
    }
}

创建一个子类CommonHouse

public class CommonHouse extends AbstractHouse {
    @Override
    public void buildbasic() {
        System.out.println("普通房子打地基");
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        System.out.println("普通房子砌墙");
    }

    @Override
    public void roofed() {
        System.out.println("普通房子封顶");
    }
}

客户端调用

public class Client {
    public static void main(String[] args)
    {
        CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
        commonHouse.build();
    }
}

利弊

• 优点是比较好理解，简单易操作
• 设计的程序结构过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展和维护不好，也就是说这种设计方案，把产品和创建产品的过程封装在了一起，耦合性增加。
• 解决方案：将产品和产品建造或称解耦 => 建造者模式

建造者模式

基本介绍

• 建造者模式(Builder Pattern)又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象得建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程得不同实现的方法可以构造出不同表现(属性)的对象。
• 建造者模式是一步一步创建一个复杂对象的，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以创建他们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

建造者四个角色

• Produce(产品角色)：一个具体的产品对象
• Builder(抽象建造者):创建一个Product对象的各个部件指定的接口
• ConcreteBuilder(具体建造者)：实现接口，构建和装配各个部件
• Director(指挥者)：构建一个实用Builder接口的对象，它主要是用于创建一个复杂对象，它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

建造者模式结构图

改造代码

建造者模式核心我觉得是控制流程，因为产品是有得，但是产品最终得样子需要经过各个环节，根据环节进行分类组装才能得到最终得产品，这种比较适合使用建造者模式

• 首先需要创建一个Product产品类,对应例子的产品就是House房子

  public class House
  {
      //分步骤添加的部分，房子有哪些部分组成
      List<String> parts = new ArrayList<>();
  
      public void Add(String part)
      {
          parts.add(part);
      }
      public void Show()
      {
          System.out.println("产品创建");
          for (String part:parts) {
              System.out.println(part);
          }
      }
  }

• 产品有了我们需要一个抽象类的建造者Builder

  public abstract class HouseBuilder {
      public abstract void buildbasic();
      public abstract void buildwalls();
      public abstract void roofed();
      //这个可以只出现在子类中也可以出现在父类当作一个必须的函数
      public abstract House GetHouse();
  }

• 然后我们需要创建一个具体的建造者去实现Builder，来进行实际的装配

  public class CommonhouseBuilder extends  HouseBuilder {
      private House house = new House();
      @Override
      public void buildbasic() {
          house.Add("普通房子打地基");
      }
  
      @Override
      public void buildwalls() {
          house.Add("普通房子刷墙");
      }
  
      @Override
      public void roofed() {
          house.Add("普通房子该屋顶");
      }
  
      @Override
      public House GetHouse() {
          return house;
      }
  }

• 然后我们需要一个Director去指挥house的组装过程

  public class HouseDirector {
      //展示房子建造的一个顺序，这样房子就构建好了
      public void Construct(HouseBuilder houseBuilder)
      {
          houseBuilder.buildbasic();
          houseBuilder.buildwalls();
          houseBuilder.roofed();
      }
  }

• 然后我们需要在客户端进行调用

  public class Client {
      public static void main(String[] args)
      {
          //首先我们需要实例化一个指挥类
          HouseDirector houseDirector = new HouseDirector();
          //实例化我们的建造类
          HouseBuilder houseBuilder = new CommonhouseBuilder();
          //然后用过指挥类指挥建造者将我们的房子生产出来
          houseDirector.Construct(houseBuilder);
          House house = houseBuilder.GetHouse();
          house.Show();
      }
  }

这样我们的房子就生产处来了，建造者模式事在当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方法时适用的模式

StringBuilder与建造者模式

首先我们看一下StringBuilder的继承关系

StringBuilder继承了AbstractStringBuilder，AbstractStringBuilder实现了Appendable，个人认为这里的产品就是String字符串

• Appendable扮演的角色为抽象的建造者。
• AbstractStringBuilder与StringBuilder都实现了Appendable定义的append方法，
• String就是最后生产的产品
• 现在就差指挥者了，个人认为指挥者的权力StringBuilder交给了开发人员，开发人员去append构建string，然后最后ToString()方法返回产品String。

所以StringBuilder中的建造者模式个人认为角色和实现就是这样的。

建造者模式的注意事项和细节

• 客户端(使用程序)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分离，使得相同的创建过程可以创建不用的产品对象
• 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地具体建造者，用户使用不同地具体建造者即可得到不同地产品对象
• 可以会更加精细地控制产品地创建过程，将复杂产品地创建步骤分解在不同地方法中，使得创建过程更加清晰，也更加方便使用程序来创建过程
• 增加新地具体建造者无需修改原有代码类库地代码，指挥者针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合”开闭原则”
• 建造者模式所创建地产品一般具有较多共同点，其组成部分相似，如果产品之间地差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此使用范围收到一定地限制
• 如果产品地内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化。导致系统变的很庞大，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式。
• 抽象工厂VS建造者
  • 抽象工厂实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。
  • 建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新的产品。