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建造者模式

1.什么是建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象，这样的设计模式被称为建造者模式。
它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象，然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离，即产品的组成部分是不变的，但每一部分是可以灵活选的。

2.建造者模式理解

2.1 主要结构

产品（Product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，即具体的产品。
抽象建造者（Builder）：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口/抽象类，通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。
具体建造者(Concrete Builder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
指挥者（Director）：构建一个使用Builder接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。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。

2.2 原理类图

3.代码

3.1 产品

//产品->Product
public class House {
   private String baise;
   private String wall;
   private String roofed;
}

3.2 抽象建造者Builder

// 抽象的建造者
public abstract class HouseBuilder {

   protected House house = new House();
   
   //将建造的流程写好, 抽象的方法
   public abstract void buildBasic();
   public abstract void buildWalls();
   public abstract void roofed();
   
   //建造房子好， 将产品(房子) 返回
   public House buildHouse() {
      return house;
   }
   
}

3.3 具体建造者（可以有多个看具体实现）

public class HighBuilding extends HouseBuilder {

   @Override
   public void buildBasic() {
      System.out.println(" 高楼的打地基100米 ");
   }

   @Override
   public void buildWalls() {
      System.out.println(" 高楼的砌墙20cm ");
   }

   @Override
   public void roofed() {
      System.out.println(" 高楼的透明屋顶 ");
   }

}

3.4 指挥者

public class HouseDirector {
   
   HouseBuilder houseBuilder = null;

   //构造器传入 houseBuilder
   public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
      this.houseBuilder = houseBuilder;
   }

   //通过setter 传入 houseBuilder
   public void setHouseBuilder(HouseBuilder houseBuilder) {
      this.houseBuilder = houseBuilder;
   }
   
   //如何处理建造房子的流程，交给指挥者
   public House constructHouse() {
      houseBuilder.buildBasic();
      houseBuilder.buildWalls();
      houseBuilder.roofed();
      return houseBuilder.buildHouse();
   }
}

3.5 调用方式

public static void main(String[] args) {

   //盖高楼
   HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
   //准备创建房子的指挥者
   HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(highBuilding);
   //完成盖房子，返回产品(高楼)
   houseDirector.constructHouse();
   
   
   
}

4.适用场景

建造者模式通常适用于创建复杂对象，当需要创建的产品具备复杂创建过程时，可以抽取出共性创建过程，然后交由具体实现类自定义创建流程，使得同样的创建行为可以生产出不同的产品，分离了创建与表示，使创建产品的灵活性大大增加。

建造者模式主要适用于以下应用场景：

相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果。
多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同。
产品类非常复杂，或者产品类中不同的调用顺序产生不同的作用。
初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值。

5.与工厂模式的区别

抽象工厂模式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：具有不同分类维度的产品组合，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。而建造者模式则是注重构建过程，按照特定的顺序，建造特定的产品。工厂模式注重于创建对象，不注重过程，而建造者注重建造过程，创建不同的产品

6.注意细节

建造者模式中客户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
建造者，以及指挥者，可以是同一个类，也可以是不同的类
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
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
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 “开闭原则”
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，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。

7.应用案例

1.StringBuilder

public final class StringBuilder
    extends AbstractStringBuilder
    implements java.io.Serializable, CharSequence
{

@Override
public StringBuilder append(String str) {
    super.append(str);
    return this;
}
}

往上查看super.append(str);


abstract class AbstractStringBuilder implements Appendable, CharSequence {
public AbstractStringBuilder append(String str) {
    if (str == null)
        return appendNull();
    int len = str.length();
    ensureCapacityInternal(count + len);
    str.getChars(0, len, value, count);
    count += len;
    return this;
}
}

点开 Appendable接口

图片.png

不难发现，Appendable，它就是抽象建造者,AbstractStringBuilder是实现了抽象建造者Appendable的建造方法，他也是建造者，但是因为它是抽象类，不能实例化，所以它的子类StringBuilder 就是具体建造者，而String 则是充当商品的角色，此外StringBuilder还充当着指挥者的角色。

2.我们使用lombok 加了@Builder注解后，这里也自动给我们包了一个建造者类源码

@Builder
@Data
public class Student {
   private String name;
   private String addr;
   private Double height;
}

生成的代码省略构造器 toString方法

public class Student {
    private String name;
    private String addr;
    private Double height;

    public static Student.StudentBuilder builder() {
        return new Student.StudentBuilder();
    }

   
    public static class StudentBuilder {
        private String name;
        private String addr;
        private Double height;

        StudentBuilder() {
        }

        public Student.StudentBuilder name(final String name) {
            this.name = name;
            return this;
        }

        public Student.StudentBuilder addr(final String addr) {
            this.addr = addr;
            return this;
        }

        public Student.StudentBuilder height(final Double height) {
            this.height = height;
            return this;
        }

        public Student build() {
            return new Student(this.name, this.addr, this.height);
        }

        public String toString() {
            return "Student.StudentBuilder(name=" + this.name + ", addr=" + this.addr + ", height=" + this.height + ")";
        }
    }

这里Student 就是产品，StudentBuilder是具体建造者也是指挥者。

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