大厦设计师 -- 建造者模式 (Builder Pattern) 介绍使用案例场景分析优缺点及代码演示

一句话概括：

使用多个简单对象一步一步构建成复杂对象，将复杂对象的构建与表示相分离。

补充介绍：

建造者模式（Builder Pattern）中有一个 Builder 类，这个类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

建造者模式的目的是将复杂对象的构建与表示相分离，使同样的构建过程可以构建不同的表示。将复杂对象的变与不变相分开。

建造高楼大厦时，需要打地基，搭建框架，浇灌混泥土，一层一层盖起来。建造高楼大厦就好比用Builder模式构建一个复杂对象。

肯德基的炸鸡汉堡薯条可乐，可以拼凑在一起成为一个套餐。

参与角色:

1）抽象建造类

2）建造类的实现类（多个不同实现类）

3）复杂对象类

优点：

1）建造者独立，易于扩展；

2）便于控制细节风险

缺点：

1）产品必须有共同点，范围有限制；

2）如果内部变化复杂，会有很多建造类

使用案例或场景：

使用场景：一个类的基本部件不会变，但是其组合一直变化的时候。

需要生成的对象具有复杂的内部结构，需要生成的对象内部本身相互依赖。

案例：肯德基麦当劳的基本食品：汉堡，薯条，炸鸡，可乐…这些东西是不会变得，但是套餐却各种玩法都有，所以可以通过这些基本对象去构建一个复杂对象。Java中的StringBuilder，是根据基本字符串构建出一个复杂字符串。还有Spring Boot 启动类中的SpringApplication对象也是通过builder构建出来的，Spring Cloud Stream中的消息对象，也是builder出来的。

示例程序

需要源码的朋友可以前往github下载：

https://github.com/aharddreamer/chendong/tree/master/design-patterns/demo-code/design-patterns

程序简介：

我们来看一段使用Builder模式编写文档的程序，编写出的文档具有以下结构：

1）含有一个标题；

2）含有几个字符串

3）含有条目项目

Builder类种定义了决定文档结构的方法，然后Director类使用该方法编写一个具体的文档。

Builder类是抽象类，它并没有进行任何实际的处理，仅仅声明了抽象方法。Builder类的子类决定了用来编写文档的具体处理。

在示例程序中，我们定义了以下Builder类的子类。

TextBuilder类：使用纯文本（普通字符串）编写文档

HTMLBuilder类：使用HTML编写文档

类清单：

Builder 定义了决定文档结构的方法的抽象类

Director 编写一个文档的类

TextBuilder 使用纯文本编写文档的类

HTMLBuilder 使用HTML编写文档的类

BuilderPatternTest 测试类

代码：

public abstract class Builder {public abstract void makeTitle(String title);public abstract void makeString(String str);public abstract void makeItems(String[] items);public abstract void close();
}public class Director {private Builder builder;public Director (Builder builder) {this.builder = builder;}public void construct() {//编写文档builder.makeTitle("美好的一天");builder.makeString("从早上到下午");builder.makeItems(new String[]{"早上好","下午好",});builder.makeString("晚上");builder.makeItems(new String[]{"晚上好","晚安",});//完成文档builder.close();}
}public class TextBuilder extends Builder {private StringBuilder buffer = new StringBuilder();@Overridepublic void makeTitle(String title) {buffer.append("==============Start Text Document===============\n");buffer.append("《");buffer.append(title);buffer.append("》");buffer.append("\n");}@Overridepublic void makeString(String str) {buffer.append(str);buffer.append("\n");}@Overridepublic void makeItems(String[] items) {for (int i = 0; i < items.length ; i++) {buffer.append(" ·" + items[i] + "\n");}buffer.append("\n");}@Overridepublic void close() {buffer.append("==============End Text Document===============\n");}public String getResult() {return buffer.toString();}
}public class HTMLBuilder extends Builder {private StringBuilder buffer = new StringBuilder();@Overridepublic void makeTitle(String title) {buffer.append("==============Start HTML Document===============\n");buffer.append("<h1>");buffer.append(title);buffer.append("</h1>");buffer.append("\n");}@Overridepublic void makeString(String str) {buffer.append("<p>");buffer.append(str);buffer.append("</p>");buffer.append("\n");}@Overridepublic void makeItems(String[] items) {buffer.append("<ur>");buffer.append("\n");for (int i = 0; i < items.length ; i++) {buffer.append("<li>" + items[i] + "</li>\n");}buffer.append("</ur>");buffer.append("\n");}@Overridepublic void close() {buffer.append("==============End HTML Document===============\n");}public String getResult() {return buffer.toString();}}public class BuilderPatternTest {public static void main(String[] args) {//Text BuilderTextBuilder textBuilder = new TextBuilder();Director director = new Director(textBuilder);director.construct();String result = textBuilder.getResult();System.out.println(result);System.out.println();System.out.println();//HTML BuilderHTMLBuilder htmlBuilder = new HTMLBuilder();director = new Director(htmlBuilder);director.construct();String htmlResult = htmlBuilder.getResult();System.out.println(htmlResult);}
}

运行结果：

==============Start Text Document===============
《美好的一天》
从早上到下午
·早上好
·下午好

晚上
·晚上好
·晚安

==============End Text Document===============

==============Start HTML Document===============
<h1>美好的一天</h1>
<p>从早上到下午</p>
<ur>
<li>早上好</li>
<li>下午好</li>
</ur>
<p>晚上</p>
<ur>
<li>晚上好</li>
<li>晚安</li>
</ur>
==============End HTML Document===============

参考：

《建造者模式》菜鸟教程网站

《图解设计模式》【日】结城浩著