1、盖房项目需求
1）需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶
2）房子有各种各样的，比如普通房，高楼，别墅，各种房子的过程虽然一样，但是要求不相同的。
3）请编写程序，完成需求。
2、传统方式解决盖房需求
1）思路分析（图解）
2）代码演示
AbstractHouse 盖房子抽象类
package com.wenze.design.builder.tradition;
/**
* 盖房子-抽象类
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 16:47:53
* @since 1.0
*/
public abstract class AbstractHouse {
/**
* 打地基
*/
public abstract void buildBasic();
/**
* 砌墙
*/
public abstract void buildWalls();
/**
* 封顶
*/
public abstract void roofed();
public void build() {
buildBasic();
buildWalls();
roofed();
}
}
CommonHouse 普通房子类
package com.wenze.design.builder.tradition;
/**
* 普通房子
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 16:49:42
* @since 1.0
*/
public class CommonHouse extends AbstractHouse {
/**
* 打地基
*/
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("给普通房子打地基");
}
/**
* 砌墙
*/
@Override
public void buildWalls() {
System.out.println("给普通房子砌墙");
}
/**
* 封顶
*/
@Override
public void roofed() {
System.out.println("给普通房子封顶");
}
}
HighBuilding 高楼房子
package com.wenze.design.builder.tradition;
/**
* 房子-高楼
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 16:51:54
* @since 1.0
*/
public class HighBuilding extends AbstractHouse {
/**
* 打地基
*/
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("给高楼打地基");
}
/**
* 砌墙
*/
@Override
public void buildWalls() {
System.out.println("给高楼砌墙");
}
/**
* 封顶
*/
@Override
public void roofed() {
System.out.println("给高楼封顶");
}
}
Clieng 客户端
package com.wenze.design.builder.tradition;
/**
* 客户端
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 16:52:28
* @since 1.0
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 盖普通房子
new CommonHouse().build();
// 盖高楼
new HighBuilding().build();
}
}
3、传统方式解决盖房需求问题分析
1）优点是比较好理解，简单易操作。
2）设计的程序结构，过于简单，没有设计缓存层对象，程序的扩展性和维护不好，也就是说，这种设计方案，把产品（即：房子）和创建产品的过程（即：建房子流程）封装在一起，耦合性增强了。
3）解决方案：将产品和产品建造过程解耦 => 建造者模式。
4、建造者模式
4.1 基本介绍
1）建造者模式（Builder Patter）：又叫生成器模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。
2）建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。
4.2 四个角色
1）Product（产品角色）：一个具体的产品对象。
2）Builder（抽象建造者）：创建一个 Product 对象的各个部件指定的接口/抽象类。
3）ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。
4）Director（指挥者）：构建一个使用 Builder 接口的对象。他主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。
4.3 原理类图
4.4 应用实例
1）需要建房子：这一过程为打桩、砌墙、封顶。不管是普通房子也好，别墅也好都需要经历这些过程，下面我们使用建造者模式（Builder Pattern）来完成。
2）思路分析图解（类图）
3）代码实现
House 房子类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 房子-产品
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:27:44
* @since 1.0
*/
public class House {
/**
* 地基
*/
private String basic;
/**
* 墙
*/
private String wall;
/**
* 屋顶
*/
private String roofed;
public String getBasic() {
return basic;
}
public void setBasic(final String basic) {
this.basic = basic;
}
public String getWall() {
return wall;
}
public void setWall(final String wall) {
this.wall = wall;
}
public String getRoofed() {
return roofed;
}
public void setRoofed(final String roofed) {
this.roofed = roofed;
}
}
HouseBuilder 房子建造者抽象类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 建造者模式抽象类-房子
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:28:47
* @since 1.0
*/
public abstract class HouseBuilder {
protected House house = new House();
/**
* 打地基
*/
public abstract void buildBasic();
/**
* 砌墙
*/
public abstract void buildWall();
/**
* 封顶
*/
public abstract void roofed();
/**
* 建造房子好后，将产品（房子）返回
*
* @return 建造的房子
*/
public House build() {
return house;
}
}
CommonHouse 普通房子类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 普通房子
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:30:34
* @since 1.0
*/
public class CommonHouse extends HouseBuilder {
/**
* 打地基
*/
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("普通房子打地基5米");
}
/**
* 砌墙
*/
@Override
public void buildWall() {
System.out.println("普通房子砌墙10cm");
}
/**
* 封顶
*/
@Override
public void roofed() {
System.out.println("普通房子封顶");
}
}
HighBuilding 高楼房子类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 高楼
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:31:32
* @since 1.0
*/
public class HighBuilding extends HouseBuilder {
/**
* 打地基
*/
@Override
public void buildBasic() {
System.out.println("高楼打地基100米");
}
/**
* 砌墙
*/
@Override
public void buildWall() {
System.out.println("高楼砌墙20cm");
}
/**
* 封顶
*/
@Override
public void roofed() {
System.out.println("高楼封顶");
}
}
HouseDirector 房子指挥者类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 房子-指挥者
* 这里去指定建造流程
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:32:51
* @since 1.0
*/
public class HouseDirector {
private HouseBuilder houseBuilder;
// 构造器传入 HouseBuilder
public HouseDirector(HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder;
}
// 通过setter 传入 HouseBuilder
public void setHouseBuilder(final HouseBuilder houseBuilder) {
this.houseBuilder = houseBuilder;
}
/**
* 如何处理建造房子的流程，交给指挥者
*
* @return 建造的房子
*/
public House construct() {
houseBuilder.buildBasic();
houseBuilder.buildWall();
houseBuilder.roofed();
return houseBuilder.build();
}
}
Client 客户端类
package com.wenze.design.builder.improve;
/**
* 客户端
*
* @author wenze
* @version 1.0
* @Date 2023-10-22 17:36:04
* @since 1.0
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 盖普通房子
CommonHouse commonHouse = new CommonHouse();
// 准备创建房子的指挥者
HouseDirector houseDirector = new HouseDirector(commonHouse);
// 完成盖房子，返回产品(普通房子)
houseDirector.construct();
System.out.println("------------------");
// 盖高楼
HighBuilding highBuilding = new HighBuilding();
// 重置建造者
houseDirector.setHouseBuilder(highBuilding);
// 完成盖房子，返回产品(高楼)
houseDirector.construct();
}
}
5、建造者模式在 JDK 的应用和源码分析
1）java.lang.StringBuilder 中的建造者模式
2）代码说明 + Debug源码
3）源码中建造者模式角色分析
- Appendable 接口定义了多个 append 方法（抽象方法），即 Appendable 为抽象建造者，定义了抽象方法
- AbstractStringBuilder 实现了 Appendable 接口方法，这里的 AbstractStringBuilder 已经是建造者，只是不能实例化
- StringBuilder 即充当了指挥者角色，同时充当了具体的建造者，建造方法的实现是由AbstractStringBuilder 完成，而 StringBuilder 继承了 AbstractStringBuilder
6、建造者模式的注意事项和细节
1）客户端（使用程序）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
2）每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，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
3）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。
4）增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。
5）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，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制
6）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，因此在这种情况下，要考虑是否选择建造者模式。
7）抽象工厂模式 VS 建造者模式
抽象工厂模式实现对产品家族的创建，一个产品家族是这样的一系列产品：具有不同分组维度的产品组合，采用抽象工厂模式不需要关心构建过程，只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式这是要求按照指定的蓝图建造产品，它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品。
