Java与模式5:builder(生成器)模式

builder(生成器)模式:将一个产品的内部表象与产品的生成过程分割开来，从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。

生成器模式的一个示例性类图：

如上图说示意的一样，生成器模式包括4个角色：

抽象建造者(builder)角色：给出一个抽象接口（类），以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者角色（concretebuilder）角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的两种方法：一种是建造方法，比如buildpart1()和buildpart2()；另一种是结果返还方法，即本例子中的retrieveResult()。一般来说，产品所包含的零件数目与建造方法的数目相符。换言之，有多少零件，就有多少相应的建造方法。

具体建造者(concrete builder)角色：担任这个角色的是与应用程序逻辑紧密相关的类，他们在应用程序的调用下创建产品的实例。角色要完成的任务包括：

1）实现抽象建造者builder所声明的接口，给出一步一步地完成创建产品实例的操作。

2）在建造过程完成后，提供产品的实例

导演者(Director)角色：担任这个角色的类调用具体建造者角色以及创建产品对象。应当指出的是，导演者并没有产品类的具体知识，真正拥有产品具体知识的是具体建造者角色。

产品角色(Product)：建造中国的负责对象，一个系统中会有多个产品类，而且这些产品类并不一定有共同的接口，而且完全可以不是向关联的。(这个时候可以使用标识接口)

上例中director代码（其他根据类图很容易）如下：

[code lang=”java”]
public class Director {
Builder builder;
public Director(Builder builder) {
this.builder = builder;
}

public void construct() {
builder.buildPart1();
builder.buildPart2();
builder.retrieveResult();
}

}

[/code]

客户端在调用的时候可以这么写：

[code lang=”java”]

public class Client {

public static void main(String[] args) {

Director director = new Director(new ConcreteBuilder1());

director.construct();

}

}

[/code]

注：

1）如果多个产品的零件的组成步骤相同的话，在builder抽象方法中可以在retriveResult()方法中进行统一的组织过程，即对通用组织过程的抽象，并非一成不变的在builder中不牵涉一点业务逻辑

2）在实际应用中如果具体建造者只有一个的情况下，Director的角色是可以省略的。同样建造者和具体建造者可以合并为一个类。其结构类图如：

思考：在什么情况下使用生成器模式呢？

1）需要生成的产品对象有复杂的内部结构。每一个内部成分本身可以是对象，也可以仅仅是一个对象（即产品对象）的一个组成部分

2）需要生成的产品对象的属性相互依赖。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程，因此，如果产品对象的一个属性必须在另一个属性被赋值之后才可以赋值，使用建造模式比较适合。

3)在对象的创建过程中使用到系统中的其他一些对象，这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。

使用建造模式主要有以下效果：

a.建造模式的使用使得产品的内部表现可以独立的变化，使用建造模式可以使得客户端不必知道产品内部细节。

b.每个builder都是相对独立的，

c.建造的产品更易于控制。

这个模式在结构上和抽象工厂模式很是相像。但是其实是不同的，其原因在于，抽象工厂模式中，每一个工厂对象被调用的时候都会返回一个完整的产品对象，而客户端可能会决定把这些产品组成一个更复杂的产品。建造类是一点一点造成一个复杂的产品，而这个产品的组装过程就发生在建造者角色内部。建造者模式的客户端拿到的是一个完整的最后产品。

在实际应用中就可以将上述模式进行结合使用，在建造类中就可以使用工厂模式的设计，返回一个完整的零件。

设计模式学习列表：Java设计模式学习笔记