设计模式十: 生成器模式(Builder Pattern)

生成器模式属于创建型模式的一种, 又叫建造者模式.

生成器模式涉及4个关键角色：产品（Product）,抽象生成器（builder），具体生成器（ConcreteBuilder），指挥者（Director）.

实现层面上, 产品定义了需要什么样的对象, 具体生成器完成了对象的具体表示. 如果只需要一个具体的构建者,那么抽象生成器角色和指挥者可以省略(如StringBuilder).

意图

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.

类图

实现

一. 定义产品

/** * Car 有很多成员变量, 当然成员可能是一些复杂类型, 这里简化只定义一些基本类型 */ @Data public class Car { private String engine; //发动机 private String chassis; // 底盘 private String body; //车身 private String wheels; //轮子 private String equipment; //构件, 可选 private String radar;// 雷达, 可选 }

二. 定义抽象生成器角色

/** * 抽象生成器角色,定义每个组件的创建返回类型为本类型, 这样就可以使用链式编程方式了 * 定义了返回最终产品的接口 */ public abstract class AbstractCarBuilder { //产品 private Car car = new Car(); protected Car getCar(){ return car; } public abstract AbstractCarBuilder setEngine(); public abstract AbstractCarBuilder setChassis(); public abstract AbstractCarBuilder setBody(); public abstract AbstractCarBuilder setWheels(); public abstract AbstractCarBuilder setEquipment(); public abstract AbstractCarBuilder setRadar(); // 返回产品 public Car build(){ return car; } }

三. 定义具体的生成器实现,这里定义两个

// 第一个实现 public class BMWCarBuilder extends AbstractCarBuilder { public AbstractCarBuilder setEngine() { Car car = this.getCar(); car.setEngine("BMW setEngine"); return this; } public AbstractCarBuilder setChassis() { Car car = this.getCar(); car.setChassis("BMW setChassis"); return this; } public AbstractCarBuilder setBody() { Car car = this.getCar(); car.setBody("BMW setBody"); return this; } public AbstractCarBuilder setWheels() { Car car = this.getCar(); car.setWheels("BMW setWheels"); return this; } public AbstractCarBuilder setEquipment() { Car car = this.getCar(); car.setEquipment("BMW setEquipment"); return this; } public AbstractCarBuilder setRadar() { Car car = this.getCar(); car.setRadar("BMW setRadar"); return this; } } //第二个实现 public class QQCarBuilder extends AbstractCarBuilder { public AbstractCarBuilder setEngine() { Car car = this.getCar(); car.setEngine("QQ setEngine"); return this; } public AbstractCarBuilder setChassis() { Car car = this.getCar(); car.setChassis("QQ setChassis"); return this; } public AbstractCarBuilder setBody() { Car car = this.getCar(); car.setBody("QQ setBody"); return this; } public AbstractCarBuilder setWheels() { Car car = this.getCar(); car.setWheels("QQ setWheels"); return this; } //没有此组件, 不做任何事情 public AbstractCarBuilder setEquipment() { return this; } //没有此组件, 不做任何事情 public AbstractCarBuilder setRadar() { return this; } }

四. 定义指挥者

/** * 指挥者角色, 用来定义构建复杂对象的算法 * 这里同时也定义了测试的main方法 */ public class Director { private AbstractCarBuilder builder; public Director(AbstractCarBuilder builder) { this.builder = builder; } public Car BuildCar(){ // 链式构建,并返回最终的结果 return builder .setWheels() .setRadar() .setEngine() .setChassis() .setBody() .setEquipment() .build(); } public static void main(String[] args) { Director director = new Director(new QQCarBuilder()); Car car = director.BuildCar(); System.out.println(car.toString()); director = new Director(new BMWCarBuilder()); car = director.BuildCar(); System.out.println(car.toString()); } } 总结

如果一个对象需要的成员变量较多, 也就是初始化所需参数过多, 过程比较复杂的话, 那么它就适合使用Builder模式.

优点: 对象分解为组件;将对象构造封装;构造过程可控;
缺点: 增加了类的数量.

与抽象工厂模式的区别: 二者都可以创建复杂对象, 不同的是抽象工厂强调创建一系列的产品对象, 而生成器模式着重于一步步创建一个复杂对象. Builder模式的对象是最后返回的, 抽象工厂的产品是立即返回.