Java设计模式10，建造者模式

一、建造者模式
二、建造者模式的结构
- 1、抽象建造者（Builder）
- 2、具体建造者（ConcreteBuilder）
- 3、指挥者（Director）
- 4、产品（Product）
三、建造者模式的优缺点
- 1、优点
- 2、缺点
四、违背原则方案
- 1、电脑接口
- 2、主机
- 3、显示器
- 4、键盘
- 5、鼠标
- 6、组装电脑
- 7、控制台显示
五、建造者模式改善代码
- 1、电脑接口
- 2、组装电脑实现类
- 3、建造者方法
- 4、控制台显示

一、建造者模式

通俗的讲，比如你想组装一个电脑，需要机箱、显示器、键盘、鼠标，但是它们选取的品牌各异，最终的电脑价格和性能又是天差地别。
而这样的根据相同的配件，不同的组装所产生出的具体的内容，就是建造者模式的具体实现，也就是将一个复杂对象的构建与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

二、建造者模式的结构

1、抽象建造者（Builder）

它声明为创建一个产品对象的各个部件指定的抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，一类方法是buildPatX()，他们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。

2、具体建造者（ConcreteBuilder）

实现抽象建造者接口，构建和装配各个部件，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。

3、指挥者（Director）

它负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()构造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥者类的构造函数或者setter方法将该对象传入指挥者类中。它主要是用于创建一个复杂对象，它主要有两个作用①隔离了客户与对象的生成过程②负责控制产品对象的生产过程。

4、产品（Product）

产品角色，一个具体的产品对象。

三、建造者模式的优缺点

1、优点

在建造者模式中，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。
每一个具体建造者都相对独立，而与其它的具体建造者无关，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。由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合“开闭原则”。
可以更加精细的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。

2、缺点

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，例如很多组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
如果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，增加系统的理解难度和运行成本。

四、违背原则方案

比如你想组装一个电脑，需要机箱、显示器、键盘、鼠标。

1、电脑接口

package com.guor.builder;public interface Computer {// 电脑配件（主机、显示器、键盘、鼠标）String parts();// 品牌String brand();// 型号String model();// 价格Double price();// 描述String desc();
}

2、主机

（1）ROG主机

package com.guor.builder;public class RogHost implements Computer{@Overridepublic String parts() {return "主机";}@Overridepublic String brand() {return "ROG";}@Overridepublic String model() {return "光刃G15";}@Overridepublic Double price() {return 13999.00;}@Overridepublic String desc() {return "Intel i7-12700 16G 1TB+1TSSD RTX3070 8G独显";}
}

（2）拯救者主机

package com.guor.builder;public class LegionHost implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "主机";}@Overridepublic String brand() {return "Lenovo";}@Overridepublic String model() {return "拯救者刃7000K";}@Overridepublic Double price() {return 6999.00;}@Overridepublic String desc() {return "Intel i5-12400F 16G 512G SSD RTX3060";}
}

3、显示器

（1）ROG32寸显示器

package com.guor.builder;public class Rog32Monitor implements Computer{@Overridepublic String parts() {return "显示器";}@Overridepublic String brand() {return "ROG";}@Overridepublic String model() {return "华硕PG32UG";}@Overridepublic Double price() {return 7499.00;}@Overridepublic String desc() {return "32寸 游戏显示器4K 144Hz HDR600";}
}

（2）ROG27寸显示器

package com.guor.builder;public class Rog27Monitor implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "显示器";}@Overridepublic String brand() {return "ROG";}@Overridepublic String model() {return "华硕XG276Q";}@Overridepublic Double price() {return 1899.00;}@Overridepublic String desc() {return "27寸 电竞显示器 170Hz HDR400";}
}

（3）三星显示器

package com.guor.builder;public class SamsungMonitor implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "显示器";}@Overridepublic String brand() {return "三星";}@Overridepublic String model() {return "三星S27R350FHC";}@Overridepublic Double price() {return 999.00;}@Overridepublic String desc() {return "27寸 IPS 便携显示器 75HZ";}
}

4、键盘

（1）ROG机械键盘

package com.guor.builder;public class RogKeyboard implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "键盘";}@Overridepublic String brand() {return "ROG";}@Overridepublic String model() {return "龙骑士2";}@Overridepublic Double price() {return 1899.00;}@Overridepublic String desc() {return "机械键盘 双模 可分离式 104键 RGB背光 RX光轴";}
}

（2）罗技机械键盘

package com.guor.builder;public class LogitechKeyboard implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "键盘";}@Overridepublic String brand() {return "Logitech";}@Overridepublic String model() {return "G610";}@Overridepublic Double price() {return 479.00;}@Overridepublic String desc() {return "cherry机械键盘 有线 104键 电竞游戏背光";}
}

5、鼠标

（1）ROG鼠标

package com.guor.builder;public class RogMouse implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "鼠标";}@Overridepublic String brand() {return "ROG";}@Overridepublic String model() {return "战刃3";}@Overridepublic Double price() {return 599.00;}@Overridepublic String desc() {return "无限版 三模鼠标 RGB灯效可换微动26000DPI";}
}

（2）罗技鼠标

package com.guor.builder;public class LogitechMouse implements Computer {@Overridepublic String parts() {return "鼠标";}@Overridepublic String brand() {return "Logitech";}@Overridepublic String model() {return "G402";}@Overridepublic Double price() {return 199.00;}@Overridepublic String desc() {return "有线鼠标 高速追踪FPS";}
}

6、组装电脑

package com.guor.builder;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class PackageComputer {public static String getComputerList(String name, Integer grade) {// 配件清单List<Computer> list = new ArrayList<Computer>();// 组装价格Double price = 0.00;// ROG套装if(grade == 1){RogHost host = new RogHost();Rog32Monitor monitor = new Rog32Monitor();RogKeyboard keyboard = new RogKeyboard();RogMouse mouse = new RogMouse();list.add(host);list.add(monitor);list.add(keyboard);list.add(mouse);price = host.price()+monitor.price()+keyboard.price()+mouse.price();}else if(grade == 2){// ROG机箱 + 27寸显示器 + 罗技键鼠RogHost host = new RogHost();Rog27Monitor monitor = new Rog27Monitor();LogitechKeyboard keyboard = new LogitechKeyboard();LogitechMouse mouse = new LogitechMouse();list.add(host);list.add(monitor);list.add(keyboard);list.add(mouse);price = host.price()+monitor.price()+keyboard.price()+mouse.price();}else if(grade == 3){// Legion机箱 + 三星显示器 + 罗技键鼠LegionHost host = new LegionHost();SamsungMonitor monitor = new SamsungMonitor();LogitechKeyboard keyboard = new LogitechKeyboard();LogitechMouse mouse = new LogitechMouse();list.add(host);list.add(monitor);list.add(keyboard);list.add(mouse);price = host.price()+monitor.price()+keyboard.price()+mouse.price();}StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append(name+"组装电脑：\r\n");builder.append("套餐：" + grade + "\r\n");builder.append("套餐价格：" + price + " 元\r\n");builder.append("配件清单：\r\n");for (Computer computer : list) {builder.append(computer.parts()+"、");builder.append(computer.brand()+"、");builder.append(computer.model()+"、");builder.append(computer.price()+"、");builder.append(computer.desc()+ "\r\n");}System.out.println("************************");return builder.toString();}public static void main(String[] args) {System.out.println(getComputerList("哪吒",1));System.out.println(getComputerList("敖丙",2));System.out.println(getComputerList("妲己",3));}
}

7、控制台显示

哪吒哥，不差钱！

这代码写的没毛病，根据选择的套餐等级，组装不同配置的电脑，无脑ROG就是爽！

五、建造者模式改善代码

1、电脑接口

组装一个电脑，需要主机、显示器、键盘、鼠标。

package com.guor.builder;public interface IComputer {// 主机IComputer appendHost(Computer computer);// 显示器IComputer appendMonitor(Computer computer);// 键盘IComputer appendKeyboard(Computer computer);// 鼠标IComputer appendMouse(Computer computer);// 电脑清单String getComputerDetail();
}

2、组装电脑实现类

package com.guor.builder;import java.util.ArrayList;
import java.util.List;public class BuilderComputer implements IComputer {// 配件清单private List<Computer> list = new ArrayList<Computer>();// 组装价格private Double price = 0.00;// 姓名private String name;// 套餐private int grade;public BuilderComputer(String name, int grade) {this.name = name;this.grade = grade;}@Overridepublic IComputer appendHost(Computer computer) {list.add(computer);price += computer.price();return this;}@Overridepublic IComputer appendMonitor(Computer computer) {list.add(computer);price += computer.price();return this;}@Overridepublic IComputer appendKeyboard(Computer computer) {list.add(computer);price += computer.price();return this;}@Overridepublic IComputer appendMouse(Computer computer) {list.add(computer);price += computer.price();return this;}@Overridepublic String getComputerDetail() {StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append(name+"组装电脑：\r\n");builder.append("套餐：" + grade + "\r\n");builder.append("套餐价格：" + price + " 元\r\n");builder.append("配件清单：\r\n");for (Computer computer : list) {builder.append(computer.parts()+"、");builder.append(computer.brand()+"、");builder.append(computer.model()+"、");builder.append(computer.price()+"、");builder.append(computer.desc()+ "\r\n");}System.out.println("************************");return builder.toString();}
}

3、建造者方法

package com.guor.builder;public class Builder {public IComputer levelOne(){return new BuilderComputer("哪吒",1).appendHost(new RogHost()).appendMonitor(new Rog32Monitor()).appendKeyboard(new RogKeyboard()).appendMouse(new RogMouse());}public IComputer levelTwo(){return new BuilderComputer("敖丙",2).appendHost(new RogHost()).appendMonitor(new Rog27Monitor()).appendKeyboard(new LogitechKeyboard()).appendMouse(new LogitechMouse());}public IComputer levelThree(){return new BuilderComputer("妲己",3).appendHost(new LegionHost()).appendMonitor(new SamsungMonitor()).appendKeyboard(new LogitechKeyboard()).appendMouse(new LogitechMouse());}public static void main(String[] args) {Builder builder = new Builder();System.out.println(builder.levelOne().getComputerDetail());System.out.println(builder.levelTwo().getComputerDetail());System.out.println(builder.levelThree().getComputerDetail());}
}

4、控制台显示

与上面结果一致。

去掉了繁琐的ifelse，符合单一职责原则、开闭原则，代码可读性、复用性、拓展性强。

很多人觉得设计模式很简单，但是，能够熟练的将设计模式应用在自己的项目中，将各模块、功能规划的井井有条，运用的炉火纯青、恰到好处，真的很难。反复阅读，仔细体会。

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java设计模式1，单一职责原则

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java设计模式3，里氏替换原则

java设计模式4，不要和陌生人说话

java设计模式5，接口隔离原则

Java设计模式6，依赖倒置原则

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一篇打通架构设计，Java设计模式9，模板方法模式