1 建造者模式介绍

建造者模式使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。

当一个类的构造函数参数个数超过4个，而且这些参数有些是可选的参数，考虑使用构造者模式。

📌 场景

当一个类的构造函数参数超过4个，而且这些参数有些是可选的时，我们通常有两种办法来构建它的对象。 例如我们现在有如下一个类计算机类Computer，其中cpu与ram是必填参数，而其他3个是可选参数，那么我们如何构造这个类的实例呢,通常有两种常用的方式：

public class Computer {private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选private String keyboard;//可选private String display;//可选
}

① 折叠构造函数模式

public class Computer {private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选，默认为0private String keyboard;//可选，默认为罗技键盘private String display;//可选，默认为三星显示器public Computer(String cpu, String ram) {this(cpu, ram, 0);}public Computer(String cpu, String ram, int usbCount) {this(cpu, ram, usbCount, "罗技键盘");}public Computer(String cpu, String ram, int usbCount, String keyboard) {this(cpu, ram, usbCount, keyboard, "三星显示器");}public Computer(String cpu, String ram, int usbCount, String keyboard, String display) {this.cpu = cpu;this.ram = ram;this.usbCount = usbCount;this.keyboard = keyboard;this.display = display;}
}

② Javabean模式

public class Computer {private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选private String keyboard;//可选private String display;//可选public String getCpu() {return cpu;}public void setCpu(String cpu) {this.cpu = cpu;}public String getRam() {return ram;}public void setRam(String ram) {this.ram = ram;}public int getUsbCount() {return usbCount;}
...
}

这也可用lombok依赖包的@Data注解替代~

📌 两种方式的弊端

第一种使用和阅读不方便，当使用该类的构造函数时，需要搞清楚各参数的含义，而且还是按照严格的顺序。

第二种由于类的属性是分布设置的，那么构建过程中对象的状态容易发生变化，容易出错。

那么builder模式可以较好地解决以上问题！

2 构建者模式实现

📌 步骤

1. 在Computer 中创建一个静态内部类 Builder，然后将Computer 中的参数都复制到Builder类中。

2. 在Computer中创建一个private的构造函数，参数为Builder类型

3. 在Builder中创建一个public的构造函数，参数为Computer中必填的那些参数，cpu 和ram。

4. 在Builder中创建设置函数，对Computer中那些可选参数进行赋值，返回值为Builder类型的实例

5. 在Builder中创建一个build()方法，在其中构建Computer的实例并返回

也可直接使用lombok依赖包的@Builder注解一键解决。

📌 具体代码

public class Computer {private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选，默认为0private String keyboard;//可选，默认为罗技键盘private String display;//可选，默认为三星显示器private Computer(Builder builder){this.cpu=builder.cpu;this.ram=builder.ram;this.usbCount=builder.usbCount;this.keyboard=builder.keyboard;this.display=builder.display;}public static class Builder{private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选private String keyboard;//可选private String display;//可选public Builder(String cup,String ram){this.cpu=cup;this.ram=ram;}public Builder setUsbCount(int usbCount) {this.usbCount = usbCount;return this;}public Builder setKeyboard(String keyboard) {this.keyboard = keyboard;return this;}public Builder setDisplay(String display) {this.display = display;return this;}public Computer build(){return new Computer(this);}}
}

📌 使用

Computer computer = new Computer.Builder("AMD","小米").setUsbCount(0).setKeyboard("罗技").setDisplay("三星24寸").build();

📌 @Builder注解一键解决

@Builder
public class Computer {private String cpu;//可选private String ram;//可选private int usbCount;//可选private String keyboard;//可选private String display;//可选
}class test{public static void main(String[] args) {Computer computer = Computer.builder().cpu("AMD").ram("金士顿").usbCount(0).keyboard("罗技").display("三星24寸").build();}
}

使用方式稍微不一样~

3 传统建造者模式

上面的内容是Builder在Java中一种简化的使用方式，经典的Builder 模式与其有一定的不同，如UML图：

📌 各角色

• Product: 最终要生成的对象，例如 Computer实例。

• Builder： 构建者的抽象基类（有时会使用接口代替）。其定义了构建Product的抽象步骤，其实体类需要实现这些步骤。其会包含一个用来返回最终产品的方法Product getProduct()，例如 ComputerBuilder抽象类。

• ConcreteBuilder: Builder的实现类，如LenovoComputerBuilder类和MacComputerBuilder类。

• Director: 决定如何构建最终产品的算法， 其会包含一个负责组装的方法void Construct(Builder builder)， 在这个方法中通过调用builder的方法，就可以设置builder，例如 ComputerDirector类。

等设置完成后，就可以通过builder的 getProduct() 方法获得最终的产品。

📌 1.目标Computer类

public class Computer {private String cpu;//必须private String ram;//必须private int usbCount;//可选，默认为0private String keyboard;//可选，默认为罗技键盘private String display;//可选，默认为三星显示器public Computer(String cpu, String ram) {this.cpu = cpu;this.ram = ram;}public void setUsbCount(int usbCount) {this.usbCount = usbCount;}public void setKeyboard(String keyboard) {this.keyboard = keyboard;}public void setDisplay(String display) {this.display = display;}@Overridepublic String toString() {return "Computer{" +"cpu='" + cpu + '\'' +", ram='" + ram + '\'' +", usbCount=" + usbCount +", keyboard='" + keyboard + '\'' +", display='" + display + '\'' +'}';}
}

📌 2.抽象构建者类

public abstract class ComputerBuilder {public abstract void setUsbCount();public abstract void setKeyboard();public abstract void setDisplay();public abstract Computer getComputer();
}

📌 3.实体构建者类

public class LenovoComputerBuilder extends ComputerBuilder{private Computer computer;public LenovoComputerBuilder(String cpu, String ram) {computer=new Computer(cpu,ram);}@Overridepublic void setUsbCount() {computer.setUsbCount(4);}@Overridepublic void setKeyboard() {computer.setKeyboard("联想键盘");}@Overridepublic void setDisplay() {computer.setDisplay("联想显示器");}@Overridepublic Computer getComputer() {return computer;}
}

public class MacComputerBuilder extends ComputerBuilder{private Computer computer;public MacComputerBuilder(String cpu, String ram) {computer = new Computer(cpu, ram);}@Overridepublic void setUsbCount() {computer.setUsbCount(2);}@Overridepublic void setKeyboard() {computer.setKeyboard("苹果键盘");}@Overridepublic void setDisplay() {computer.setDisplay("苹果显示器");}@Overridepublic Computer getComputer() {return computer;}
}

📌 4.指导者类（Director）

public class ComputerDirector {public void makeComputer(ComputerBuilder builder){builder.setUsbCount();builder.setDisplay();builder.setKeyboard();}
}

📌 5.使用

首先生成一个director，然后生成一个目标builder ，接着使用director组装builder，组装完毕后使用builder创建产品实例。

    ComputerDirector director = new ComputerDirector();//1ComputerBuilder macBuilder = new MacComputerBuilder("I5处理器","三星125");//2director.makeComputer(macBuilder);//3Computer macComputer=macBuilder.getComputer();//4System.out.println("mac computer:"+macComputer.toString());ComputerBuilder lenovoBuilder=new LenovoComputerBuilder("I7处理器","海力士222");director.makeComputer(lenovoBuilder);Computer lenovoComputer=lenovoBuilder.getComputer();System.out.println("lenovo computer:"+lenovoComputer.toString());

📌 总结

其实之前用的是的变种， 首先其省略了director 这个角色，将构建算法交给了client端，其次将builder 写到了要构建的产品类里面，最后采用了链式调用。

秒懂设计模式之建造者模式（Builder pattern） - 知乎 (zhihu.com)