建造者模式

在软件开发过程中有时需要创建一个复杂的对象，这个复杂对象通常由多个子部件按一定的步骤组合而成。例如，计算机是由 OPU、主板、内存、硬盘、显卡、机箱、显示器、键盘、鼠标等部件组装而成的，采购员不可能自己去组装计算机，而是将计算机的配置要求告诉计算机销售公司，计算机销售公司安排技术人员去组装计算机，然后再交给要买计算机的采购员。

生活中这样的例子很多，如游戏中的不同角色，其性别、个性、能力、脸型、体型、服装、发型等特性都有所差异；还有汽车中的方向盘、发动机、车架、轮胎等部件也多种多样；每封电子邮件的发件人、收件人、主题、内容、附件等内容也各不相同。

以上所有这些产品都是由多个部件构成的，各个部件可以灵活选择，但其创建步骤都大同小异。这类产品的创建无法用前面介绍的工厂模式描述，只有建造者模式可以很好地描述该类产品的创建。

模式的定义与特点

建造者（Builder）模式的定义：指将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示，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择的。

• 该模式的主要优点如下：

1. 各个具体的建造者相互独立，有利于系统的扩展。
2. 客户端不必知道产品内部组成的细节，便于控制细节风险。

• 其缺点如下：

1. 产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围。
2. 如果产品的内部变化复杂，该模式会增加很多的建造者类。

建造者（Builder）模式和工厂模式的关注点不同：建造者模式注重零部件的组装过程，而工厂方法模式更注重零部件的创建过程，但两者可以结合使用。

模式的结构与实现

1. 模式的结构

• 产品角色（Product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个滅部件。
• 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，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）：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。
  2.模式的实现

• 产品角色

public class Product
{
    private String brand;
    private String cpu;
    private String mainBoard;
    private String hardDisk;
    private String displayCard;
    private String power;
    private String memory;

    public String getBrand()
    {
        return brand;
    }

    public void setBrand(String brand)
    {
        this.brand = brand;
    }

    public String getCpu()
    {
        return cpu;
    }

    public void setCpu(String cpu)
    {
        this.cpu = cpu;
    }

    public String getMainBoard()
    {
        return mainBoard;
    }

    public void setMainBoard(String mainBoard)
    {
        this.mainBoard = mainBoard;
    }

    public String getHardDisk()
    {
        return hardDisk;
    }

    public void setHardDisk(String hardDisk)
    {
        this.hardDisk = hardDisk;
    }

    public String getDisplayCard()
    {
        return displayCard;
    }

    public void setDisplayCard(String displayCard)
    {
        this.displayCard = displayCard;
    }

    public String getPower()
    {
        return power;
    }

    public void setPower(String power)
    {
        this.power = power;
    }

    public String getMemory()
    {
        return memory;
    }

    public void setMemory(String memory)
    {
        this.memory = memory;
    }

    @Override public String toString()
    {
        return "Product{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", cpu='" + cpu + '\'' +
                ", mainBoard='" + mainBoard + '\'' +
                ", hardDisk='" + hardDisk + '\'' +
                ", displayCard='" + displayCard + '\'' +
                ", power='" + power + '\'' +
                ", memory='" + memory + '\'' +
                '}';
    }
}

• 抽象建造者

public abstract class ProductBuilder
{
    protected Product computer = new Product();

    public abstract void buildBrand();

    public abstract void buildCPU();

    public abstract void buildMainBoard();

    public abstract void buildHardDisk();

    public abstract void buildDisplayCard();

    public abstract void buildPower();

    public abstract void buildMemory();

    public Product createComputer()
    {
        return computer;
    }
}

• 具体建造者

public class DellProductBuilder extends ProductBuilder
{
    @Override
    public void buildBrand() {
        computer.setBrand("戴尔电脑");
    }
    @Override
    public void buildCPU() {
        computer.setCpu("i5-8300H 四核");
    }
    @Override
    public void buildMainBoard() {
        computer.setMainBoard("戴尔主板");
    }
    @Override
    public void buildHardDisk() {
        computer.setHardDisk("1T + 128GB SSD");
    }
    @Override
    public void buildDisplayCard() {
        computer.setDisplayCard("GTX1060 独立6GB");
    }
    @Override
    public void buildPower() {
        computer.setPower("4芯 锂离子电池 180W AC适配器");
    }
    @Override
    public void buildMemory() {
        computer.setMemory("4G + 4G");
    }

}

public class ASUSProductBuilder extends ProductBuilder
{
    @Override
    public void buildBrand() {
        computer.setBrand("华硕电脑");
    }
    @Override
    public void buildCPU() {
        computer.setCpu("Intel 第8代 酷睿");
    }
    @Override
    public void buildMainBoard() {
        computer.setMainBoard("华硕主板");
    }
    @Override
    public void buildHardDisk() {
        computer.setHardDisk("256GB SSD");
    }
    @Override
    public void buildDisplayCard() {
        computer.setDisplayCard("MX150 独立2GB");
    }
    @Override
    public void buildPower() {
        computer.setPower("3芯 锂离子电池 65W AC适配器");
    }
    @Override
    public void buildMemory() {
        computer.setMemory("1 x SO-DIMM  8GB");
    }

}

• 指挥者

public class ProductDirector
{
    public Product construct(ProductBuilder productBuilder) {
        // 逐步构建复杂产品对象
        Product computer;
        productBuilder.buildBrand();
        productBuilder.buildCPU();
        productBuilder.buildDisplayCard();
        productBuilder.buildHardDisk();
        productBuilder.buildMainBoard();
        productBuilder.buildMemory();
        productBuilder.buildPower();
        computer = productBuilder.createComputer();
        return computer;
    }

}

• 具体调用者

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        ProductDirector productDirector = new ProductDirector();
        Product construct = productDirector.construct(new DellProductBuilder());
        System.out.println(construct);
        Product construct1 = productDirector.construct(new ASUSProductBuilder());
        System.out.println(construct1);

    }
}

• 结果

Product{brand='戴尔电脑', cpu='i5-8300H 四核', mainBoard='戴尔主板', hardDisk='1T + 128GB SSD', displayCard='GTX1060 独立6GB', power='4芯 锂离子电池 180W AC适配器', memory='4G + 4G'}
Product{brand='华硕电脑', cpu='Intel 第8代 酷睿', mainBoard='华硕主板', hardDisk='256GB SSD', displayCard='MX150 独立2GB', power='3芯 锂离子电池 65W AC适配器', memory='1 x SO-DIMM  8GB'}