1、概述

將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建與表示分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。

• 分離了部件的構(gòu)造(由Builder來(lái)負(fù)責(zé))和裝配(由Director負(fù)責(zé))。 從而可以構(gòu)造出復(fù)雜的對(duì)象。這個(gè)模式適用于：某個(gè)對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程復(fù)雜的情況。

• 由于實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建和裝配的解耦。不同的構(gòu)建器，相同的裝配，也可以做出不同的對(duì)象；相同的構(gòu)建器，不同的裝配順序也可以做出不同的對(duì)象。也就是實(shí)現(xiàn)了構(gòu)建算法、裝配算法的解耦，實(shí)現(xiàn)了更好的復(fù)用。

• 建造者模式可以將部件和其組裝過(guò)程分開，一步一步創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象。用戶只需要指定復(fù)雜對(duì)象的類型就可以得到該對(duì)象，而無(wú)須知道其內(nèi)部的具體構(gòu)造細(xì)節(jié)。

2、結(jié)構(gòu)

建造者（Builder）模式包含如下角色：

• 抽象建造者類（Builder）：這個(gè)接口規(guī)定要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜對(duì)象的那些部分的創(chuàng)建，并不涉及具體的部件對(duì)象的創(chuàng)建。

• 具體建造者類（ConcreteBuilder）：實(shí)現(xiàn) Builder 接口，完成復(fù)雜產(chǎn)品的各個(gè)部件的具體創(chuàng)建方法。在構(gòu)造過(guò)程完成后，提供產(chǎn)品的實(shí)例。

• 產(chǎn)品類（Product）：要?jiǎng)?chuàng)建的復(fù)雜對(duì)象。

• 指揮者類（Director）：調(diào)用具體建造者來(lái)創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象的各個(gè)部分，在指導(dǎo)者中不涉及具體產(chǎn)品的信息，只負(fù)責(zé)保證對(duì)象各部分完整創(chuàng)建或按某種順序創(chuàng)建。

類圖如下：

3、實(shí)例

創(chuàng)建共享單車

生產(chǎn)自行車是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它包含了車架，車座等組件的生產(chǎn)。而車架又有碳纖維，鋁合金等材質(zhì)的，車座有橡膠，真皮等材質(zhì)。對(duì)于自行車的生產(chǎn)就可以使用建造者模式。

這里Bike是產(chǎn)品，包含車架，車座等組件；Builder是抽象建造者，MobikeBuilder和OfoBuilder是具體的建造者；Director是指揮者。類圖如下：

具體的代碼如下：

//自行車類
public class Bike {private String frame;private String seat;
?public String getFrame() {return frame;}
?public void setFrame(String frame) {this.frame = frame;}
?public String getSeat() {return seat;}
?public void setSeat(String seat) {this.seat = seat;}
}
?
// 抽象 builder 類
public abstract class Builder {
?protected Bike mBike = new Bike();
?public abstract void buildFrame();public abstract void buildSeat();public abstract Bike createBike();
}
?
//摩拜單車Builder類
public class MobikeBuilder extends Builder {
?@Overridepublic void buildFrame() {mBike.setFrame("鋁合金車架");}
?@Overridepublic void buildSeat() {mBike.setSeat("真皮車座");}
?@Overridepublic Bike createBike() {return mBike;}
}
?
//ofo單車Builder類
public class OfoBuilder extends Builder {
?@Overridepublic void buildFrame() {mBike.setFrame("碳纖維車架");}
?@Overridepublic void buildSeat() {mBike.setSeat("橡膠車座");}
?@Overridepublic Bike createBike() {return mBike;}
}
?
//指揮者類
public class Director {private Builder mBuilder;
?public Director(Builder builder) {mBuilder = builder;}
?public Bike construct() {mBuilder.buildFrame();mBuilder.buildSeat();return mBuilder.createBike();}
}
?
//測(cè)試類
public class Client {public static void main(String[] args) {showBike(new OfoBuilder());showBike(new MobikeBuilder());}private static void showBike(Builder builder) {Director director = new Director(builder);Bike bike = director.construct();System.out.println(bike.getFrame());System.out.println(bike.getSeat());}
}

注意：

上面示例是 Builder模式的常規(guī)用法，指揮者類 Director 在建造者模式中具有很重要的作用，它用于指導(dǎo)具體構(gòu)建者如何構(gòu)建產(chǎn)品，控制調(diào)用先后次序，并向調(diào)用者返回完整的產(chǎn)品類，但是有些情況下需要簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以把指揮者類和抽象建造者進(jìn)行結(jié)合

// 抽象 builder 類
public abstract class Builder {
?protected Bike mBike = new Bike();
?public abstract void buildFrame();public abstract void buildSeat();public abstract Bike createBike();public Bike construct() {this.buildFrame();this.BuildSeat();return this.createBike();}
}

說(shuō)明：

這樣做確實(shí)簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但同時(shí)也加重了抽象建造者類的職責(zé)，也不是太符合單一職責(zé)原則，如果construct() 過(guò)于復(fù)雜，建議還是封裝到 Director 中。

4、優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 建造者模式的封裝性很好。使用建造者模式可以有效的封裝變化，在使用建造者模式的場(chǎng)景中，一般產(chǎn)品類和建造者類是比較穩(wěn)定的，因此，將主要的業(yè)務(wù)邏輯封裝在指揮者類中對(duì)整體而言可以取得比較好的穩(wěn)定性。

• 在建造者模式中，客戶端不必知道產(chǎn)品內(nèi)部組成的細(xì)節(jié)，將產(chǎn)品本身與產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程解耦，使得相同的創(chuàng)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的產(chǎn)品對(duì)象。

• 可以更加精細(xì)地控制產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程 。將復(fù)雜產(chǎn)品的創(chuàng)建步驟分解在不同的方法中，使得創(chuàng)建過(guò)程更加清晰，也更方便使用程序來(lái)控制創(chuàng)建過(guò)程。

• 建造者模式很容易進(jìn)行擴(kuò)展。如果有新的需求，通過(guò)實(shí)現(xiàn)一個(gè)新的建造者類就可以完成，基本上不用修改之前已經(jīng)測(cè)試通過(guò)的代碼，因此也就不會(huì)對(duì)原有功能引入風(fēng)險(xiǎn)。符合開閉原則。

缺點(diǎn)：

建造者模式所創(chuàng)建的產(chǎn)品一般具有較多的共同點(diǎn)，其組成部分相似，如果產(chǎn)品之間的差異性很大，則不適合使用建造者模式，因此其使用范圍受到一定的限制。例如上面生產(chǎn)自行車的例子，現(xiàn)在如果想生產(chǎn)一臺(tái)電腦的話，兩者之間的差異較大，這個(gè)時(shí)候就不適合使用建造者模式了。

5、使用場(chǎng)景

建造者（Builder）模式創(chuàng)建的是復(fù)雜對(duì)象，其產(chǎn)品的各個(gè)部分經(jīng)常面臨著劇烈的變化，但將它們組合在一起的算法卻相對(duì)穩(wěn)定，所以它通常在以下場(chǎng)合使用。

• 創(chuàng)建的對(duì)象較復(fù)雜，由多個(gè)部件構(gòu)成，各部件面臨著復(fù)雜的變化，但構(gòu)件間的建造順序是穩(wěn)定的。

• 創(chuàng)建復(fù)雜對(duì)象的算法獨(dú)立于該對(duì)象的組成部分以及它們的裝配方式，即產(chǎn)品的構(gòu)建過(guò)程和最終的表示是獨(dú)立的。

6、模式擴(kuò)展

建造者模式除了上面的用途外，在開發(fā)中還有一個(gè)常用的使用方式，就是當(dāng)一個(gè)類構(gòu)造器需要傳入很多參數(shù)時(shí)，如果創(chuàng)建這個(gè)類的實(shí)例，代碼可讀性會(huì)非常差，而且很容易引入錯(cuò)誤，此時(shí)就可以利用建造者模式進(jìn)行重構(gòu)。

重構(gòu)前代碼如下：

public class Phone {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;
?public Phone(String cpu, String screen, String memory, String mainboard) {this.cpu = cpu;this.screen = screen;this.memory = memory;this.mainboard = mainboard;}
?public String getCpu() {return cpu;}
?public void setCpu(String cpu) {this.cpu = cpu;}
?public String getScreen() {return screen;}
?public void setScreen(String screen) {this.screen = screen;}
?public String getMemory() {return memory;}
?public void setMemory(String memory) {this.memory = memory;}
?public String getMainboard() {return mainboard;}
?public void setMainboard(String mainboard) {this.mainboard = mainboard;}
?@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"cpu='" + cpu + '\'' +", screen='" + screen + '\'' +", memory='" + memory + '\'' +", mainboard='" + mainboard + '\'' +'}';}
}
?
public class Client {public static void main(String[] args) {//構(gòu)建Phone對(duì)象Phone phone = new Phone("intel","三星屏幕","金士頓","華碩");System.out.println(phone);}
}

上面在客戶端代碼中構(gòu)建Phone對(duì)象，傳遞了四個(gè)參數(shù)，如果參數(shù)更多呢？代碼的可讀性及使用的成本就是比較高。

重構(gòu)后代碼：

public class Phone {
?private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;
?private Phone(Builder builder) {cpu = builder.cpu;screen = builder.screen;memory = builder.memory;mainboard = builder.mainboard;}
?public static final class Builder {private String cpu;private String screen;private String memory;private String mainboard;
?public Builder() {}
?public Builder cpu(String val) {cpu = val;return this;}public Builder screen(String val) {screen = val;return this;}public Builder memory(String val) {memory = val;return this;}public Builder mainboard(String val) {mainboard = val;return this;}public Phone build() {return new Phone(this);}}@Overridepublic String toString() {return "Phone{" +"cpu='" + cpu + '\'' +", screen='" + screen + '\'' +", memory='" + memory + '\'' +", mainboard='" + mainboard + '\'' +'}';}
}
?
public class Client {public static void main(String[] args) {Phone phone = new Phone.Builder().cpu("intel").mainboard("華碩").memory("金士頓").screen("三星").build();System.out.println(phone);}
}

重構(gòu)后的代碼在使用起來(lái)更方便，某種程度上也可以提高開發(fā)效率。從軟件設(shè)計(jì)上，對(duì)程序員的要求比較高。