Java設計模式--建造者模式【Builder Pattern】

        昨晚回到家裏，我爸爸氣沖沖地跟我訴苦，“哎！，幹個裝修容易麼？顧客啥都不懂，還非得規定裝修順序，要先貼地板磚後刷牆，到時候貼好的地磚上全是泥，哪有這麼幹活的？”老爸幹了一輩子的裝修，一切事宜由他全權負責，難免心力憔悴。但是，我仔細想了下這個事情，如果老爸簽訂了一個公司，公司負責接活攬活，規定裝修要求，老爸只負責執行，那不就輕鬆了嗎？於是我就想起了建造者模式。

      建造者模式的定義是：將一個複雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。它允許用戶通過制定的對象類型和內容來創建他們，但是用戶並不需要知道這個複雜對象是如何構建的，它只需要明白通過這樣做我可以得到一個完整的複雜對象實例。

     建造者模式是爲了將構建複雜對象的過程和它的部件解耦。因爲一個複雜的對象,不但有很多大量組成部分,如汽車,有很多部件:車輪方向盤 發動機還有各種小零件等等,部件很多,但遠不止這些,如何將這些部件裝配成一輛汽車,這個裝配過程也很複雜(需要很好的組裝技術),Builder模式就是爲了將部件和組裝過程分開。

   建造者模式主要包含四個角色：

       Director：指揮者,導演類，構建一個使用Builder接口的對象。它主要是用於創建一個複雜的對象，負責調用適當的建造者來組建產品。它主要有兩個作用，一是：隔離了客戶與對象的生產過程，二是：負責控制產品對象的生產過程。

       Builder：抽象建造者。它聲明爲創建一個Product對象的各個部件指定的抽象接口，一般至少會有兩個抽象方法，一個用來建造產品，一個是用來返回產品。
       ConcreteBuilder：具體建造者。實現抽象接口，構建和裝配各個部件，按照要求組建產品和返回組建好的產品。
       Product：產品角色。一個具體的產品對象。

    現在假設老爸上面簽訂了裝修公司，公司負責與客戶對接，按照客戶要求制定裝修的細則和分派裝修人員，然後按期把裝修好的房子提供給顧客。那麼裝修公司就是Director：   

package com.pattern.builder;

import java.util.List;
/**
 * 裝修公司相當於Director--負責安排builder和對應的裝修次序
 * @author 
 *
 */
public class BuilderCompany {
   private Decorator builder;

public BuilderCompany(Decorator builder) {
	this.builder = builder;
}
/**
 * 公司安排裝修次序-讓builder去裝修房子
 * @param sequence
 */
public void decoration(List<String> sequence){
	this.builder.setSequence(sequence);//制定裝修順序
	this.builder.getNiceHouse();//提供裝修好的房子
}   
}

制定一個抽象建造者，提供建造產品和過程的抽象方法：

package com.pattern.builder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 裝修者--抽象類
 * 定義裝修的動作 並根據動作順序返回結果
 * @author 
 *
 */
public abstract class Decorator {
   private List<String> sequence = new ArrayList<String>();//裝修順序
   protected abstract void designDrawing();//出設計圖
   protected abstract void transHydropower();//水電改造
   protected abstract void brushWall();//刷牆
   protected abstract void stickTiles();//貼地磚
   protected abstract NiceHouse getNiceHouse();//得到裝修好的漂亮房子
   
   /**
    * 根據裝修公司制定的裝修次序--執行動作 
    */
    final protected void setDecorateSequence(){
	  for(String s:sequence){
		  if(s.equalsIgnoreCase(Sequence.DRAW)){
			  this.designDrawing();
		  }else if(s.equalsIgnoreCase(Sequence.POWER)){
			  this.transHydropower();
		  }else if(s.equalsIgnoreCase(Sequence.BRUSH)){
			  this.brushWall();
		  }else if(s.equalsIgnoreCase(Sequence.TILES)){
			  this.stickTiles();
		  }
	  }
   }
   
/**
 * 設置裝修動作順序  
 * @param sequence
 */
public void setSequence(List<String> sequence) {
	this.sequence = sequence;
}
}

上述爲了編程方便，定義了一個裝修順序的常量類：

package com.pattern.builder;

public class Sequence {
  public static final String DRAW="draw";//出設計圖
  public static final String POWER="power";//水電改造
  public static final String BRUSH="brush";//刷牆
  public static final String TILES="tiles";//貼地磚
}

然後老爸和其他同事按照公司規定的順序負責裝修，按期交工即可：

package com.pattern.builder;
/**
 * 具體建造者A
 * @author 
 *
 */
public class DecoratorZhang extends Decorator{

	@Override
	protected void designDrawing() {	
		System.out.println("DecoratorZhang出設計圖...");
	}

	@Override
	protected void transHydropower() {
		System.out.println("DecoratorZhang水電改造...");
		
	}

	@Override
	protected void brushWall() {
		System.out.println("DecoratorZhang刷牆...");
		
	}

	@Override
	protected void stickTiles() {
		System.out.println("DecoratorZhang貼地磚...");
		
	}

	@Override
	public NiceHouse getNiceHouse() {
		super.setDecorateSequence();
		return new NiceHouse("DecoratorZhang");
	}
}

package com.pattern.builder;
/**
 * 具體建造者B
 * @author 
 *
 */
public class DecoratorLi extends Decorator{

	@Override
	protected void designDrawing() {	
		System.out.println("DecoratorLi出設計圖...");
	}

	@Override
	protected void transHydropower() {
		System.out.println("DecoratorLi水電改造...");
		
	}

	@Override
	protected void brushWall() {
		System.out.println("DecoratorLi刷牆...");
		
	}

	@Override
	protected void stickTiles() {
		System.out.println("DecoratorLi貼地磚...");
		
	}
	@Override
	public NiceHouse getNiceHouse() {
		super.setDecorateSequence();
		return new NiceHouse("DecoratorLi");
	}
}

定義交付的產品類，這裏就是簡單的裝修好的房子：

package com.pattern.builder;
/**
 * 相當於建造者模式中的Product
 * @author 
 *
 */
public class NiceHouse {

   public NiceHouse(String houseName) {
	System.out.println(houseName+"裝修房子煥然一新啦！\n");
   }      
}

測試類：N天后，顧客來到公司，說我的房子裝修好了嗎？快帶我看看：

package com.pattern.builder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
/**
 * 測試類 Customer
 * @author 
 *
 */
public class Customer {
    public static void main(String[] args){
    	/**
    	 * 顧客來到裝修公司，說我要裝修兩套房子
    	 * 第一套  你先給我出個設計圖，然後水電改造，刷牆，貼磚
    	 * 第二套  你先給我水電改造，再出設計圖，貼磚，刷牆
    	 * 我們籤個合同吧，按期給我裝修好，BYE BYE
    	 * 簽好合同後,裝修公司設計好兩套房子的裝修順序，並安排老張和老李分別負責執行
    	 */
    	
    	//第一套房子
    	List<String> sequence1=new ArrayList<String>();
    	sequence1.add(Sequence.DRAW);
    	sequence1.add(Sequence.POWER);
    	sequence1.add(Sequence.BRUSH);
    	sequence1.add(Sequence.TILES);
    	DecoratorZhang dzhang=new DecoratorZhang();
    	BuilderCompany c1=new BuilderCompany(dzhang);
    	c1.decoration(sequence1);
    	
    	//第二套房子
    	List<String> sequence2=new ArrayList<String>();
    	sequence2.add(Sequence.POWER);
    	sequence2.add(Sequence.DRAW);
    	sequence2.add(Sequence.TILES);
      	sequence2.add(Sequence.BRUSH);
    	DecoratorLi dli=new DecoratorLi();
    	BuilderCompany c2=new BuilderCompany(dli);
    	c2.decoration(sequence2);	
    }
}

     可以看到，建造者模式與工廠模式是極爲相似的，建造者模式僅僅只比工廠模式多了一個“導演類”的角色。如果把這個導演類看做是最終調用的客戶端（客戶），那麼圖中剩餘的部分就可以看作是一個簡單的工廠模式了。與工廠模式相比，建造者模式一般用來創建更爲複雜的對象，因爲對象的創建過程更爲複雜，因此將對象的創建過程獨立出來組成一個新的類——導演類。也就是說，工廠模式是將對象的全部創建過程封裝在工廠類中，由工廠類向客戶端提供最終的產品；而建造者模式中，建造者類一般只提供產品類中各個組件的建造，而將具體建造過程交付給導演類。由導演類負責將各個組件按照特定的規則組建爲產品，然後將組建好的產品交付給客戶端。

  優點：

       1、將複雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得我們能夠更加精確的控制複雜對象的產生過程。

       2、將產品的創建過程與產品本身分離開來，可以使用相同的創建過程來得到不同的產品。

       3、每一個具體建造者都相對獨立，具有良好的擴展性，使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象。

       4、客戶端無需關心創建產品的具體細節，統一由“導演類”指定生產過程，調用建造者創建產品。

    缺點：

       1、建造者模式所創建的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異性很大，則不適合使用建造者模式，因此其使用範圍受到一定的限制。
       2、如果產品的內部變化複雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大。

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