深入理解Java设计模式之建造者模式

一、什么是建造者模式

建造者模式也称生成器模式定义：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（依赖倒转）

产品类：一般是一个较为复杂的对象，也就是说创建对象的过程比较复杂，一般会有比较多的代码量。在本类图中，产品类是一个具体的类，而非抽象类。实际编程中，产品类可以是由一个抽象类与它的不同实现组成，也可以是由多个抽象类与他们的实现组成。

抽象建造者：引入抽象建造者的目的，是为了将建造的具体过程交与它的子类来实现。这样更容易扩展。一般至少会有两个抽象方法，一个用来建造产品，一个是用来返回产品。

建造者：实现抽象类的所有未实现的方法，具体来说一般是两项任务：组建产品；返回组建好的产品。

指挥类：负责调用适当的建造者来组建产品，指挥类一般不与产品类发生依赖关系，与指挥类直接交互的是建造者类。一般来说，指挥类被用来封装程序中易变的部分。

二、建造者模式的应用场景

1.创建复杂对象的算法独立于组成对象的部件

2.同一个创建过程需要有不同的内部表象的产品对象

例子：建房子，不管建什么房子，它们都离不开地基、柱子、层面和墙体这些组成部分，建筑工人就是把这些组成部分一个个建起来，最后连成一体建出一栋栋楼房。

三、建造者模式的优缺点

优点

1.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独立，因此可以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。

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。

4.增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭”。

缺点

1.当建造者过多时，会产生很多类，难以维护。

2.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，若产品之间的差异性很大，则不适合使用该模式，因此其使用范围受到一定限制。

3.若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。

四、工厂模式和建造者模式的对比

工厂模式用于处理如何获取实例对象问题，建造者模式用于处理如何建造实例对象问题

建造者模式与工厂模式是极为相似的，总体上，建造者模式仅仅只比工厂模式多了一个“指挥类”的角色。在建造者模式的类图中，假如把这个指挥类看做是最终调用的客户端，那么剩余的部分就可以看作是一个简单的工厂模式了。

与工厂模式相比，建造者模式一般用来创建更为复杂的对象，因为对象的创建过程更为复杂，因此将对象的创建过程独立出来组成一个新的类——指挥类。

也就是说，工厂模式是将对象的全部创建过程封装在工厂类中，由工厂类向客户端提供最终的产品；而建造者模式中，建造者类一般只提供产品类中各个组件的建造，而将具体建造过程交付给指挥类。由指挥类负责将各个组件按照特定的规则组建为产品，然后将组建好的产品交付给客户端。

五、建造者模式的实现

Product类---产品类，由多个部件组成

//Product类，由多个部件组成
public class Product
{
    List<string> parts = new List<string>();
    //添加产品部件
    public void Add(string part)
    {
        parts.Add(part);
    }
     public void show()
    {
        Console.WriteLine("\n  创建产品");
        foreach (var item in parts)
        {
            Console.WriteLine("item");
        }
    }
}

Builder类---抽象建造者类，确定产品由两个部件PartA和PartB组成，并声明一个得到产品建造后结果的方法GetResult

abstract class Builder
{
    public abstract void BuilderPartA();
    public abstract void BuilderPartB();
    public abstract Product GetResult();
}

具体建造者类

//ConcreteBuilder1类---具体建造者类
class ConcreteBuilder1 : Builder
{
    private Product product = new Product();
    //建造具体的两个部件
    public override void BuilderPartA()
    {
        product.Add("部件A");
    }
     public override void BuilderPartB()
    {
        product.Add("部件B");
    }
     public override Product GetResult()
    {
        return product;
    }
}
//ConcreteBuilder2类---具体建造者类
class ConcreteBuilder2 : Builder
{
    private Product product = new Product();
    //建造具体的两个部件
    public override void BuilderPartA()
    {
        product.Add("部件X");
    }
     public override void BuilderPartB()
    {
        product.Add("部件Y");
    }
     public override Product GetResult()
    {
        return product;
    }
}

Director类---指挥者类

class Director
{
    public void Construct(Builder builder)
    {
        //用来指挥建造过程
        builder.BuilderPartA();
        builder.BuilderPartB();
    }
}

客户端代码---客户不需知道具体的建造过程

static void Main(string[] args)
{
    Director director = new Director();
    Builder b1 = new ConcreteBuilder1();
    Builder b2 = new ConcreteBuilder2();
     //指挥者用ConcreteBuilder1方法建造产品
    director.Construct(b1);
    Product p1 = b1.GetResult();
    p1.show();
     //指挥者用ConcreteBuilder2方法建造产品
    director.Construct(b2);
    Product p2 = b2.GetResult();
    p2.show();
     Console.Read();
}

六、总结

建造者模式的使用场合是当创建复杂对象时，把创建对象成员和装配方法分离出来，放在建造者类中去实现，用户使用该复杂对象时，不用理会它的创建和装配过程，只关心它的表示形式。

其实完全理解这个模式还是要一番思考的，难以搞懂的是指挥者似乎没什么存在的必要，在代码里也没体现它的作用，我们也可以把指挥者的方法放在建造者里面，但为什么没有这样做呢？我想这可能是考虑到单一责任原则，建造者只负责创建对象的各个部分，至于各个部分创建的顺序、装配方法它就不管了。还有就是当顺序要改变时，建造者可以不用改动，改动指挥者就好了，指挥者只有一个，建造者有很多，要改建造者就麻烦了。

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