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。

优点

• 封装性好，构建和表示分离。
• 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
• 客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。

缺点

• 产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围。
• 如果产品内部发生变化，则建造者也要同步修改，后期维护成本较大。

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

结构

建造者模式的主要角色如下：

1. 产品角色：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零部件。
2. 抽象建造者：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的抽象类 AbsBuilder，通常还包含一个返回复杂产品的方法 create()。
3. 具体建造者：继承 AbsBuilder 抽象类，并实现父类 AbsBuilder 的抽象方法来完成复杂产品的各个部件的具体创建。
4. 指挥者：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。

实现

下面以组装电脑 Computer 为例，一般电脑包含部件：CPU、显卡和主板等。

• 【产品 】电脑 （包含了 cpu、显卡和主板等部件）。如下：

package com.example.designmodedemo.principle.builder;

/**
 * 产品 - 电脑
 */
public class Computer 

    private String cpu;
    private String graphics_card;// 显卡
    private String main_board;// 主板

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

    public void setGraphics_card(String graphics_card) 
        this.graphics_card = graphics_card;
    

    public void setMain_board(String main_board) 
        this.main_board = main_board;
    

    // 展示电脑相关信息
    public void show()
        System.out.println(":> 电脑组装相关信息，cpu " + cpu + "，显卡 " + graphics_card
        + ",主板 " + main_board);
    

• 【抽象建造者】 AbsBuilder 包含创建各个部件的抽象方法。如下：

package com.example.designmodedemo.principle.builder;

/**
 * 抽象建造者
 */
public abstract class AbsBuilder 

    protected Computer computer = new Computer();// 创建产品

    public abstract void setCpu();

    public abstract void setGraphicsCard();

    public abstract void setMainBoard();

    // 返回产品对象
    public Computer create()
        return computer;
    

• 【具体建造者】 实现父类 AbsBuilder 中的抽象方法。如下：

package com.example.designmodedemo.principle.builder;

/**
 * 具体建造者
 */
public class ComputerBuilder extends AbsBuilder 
    @Override
    public void setCpu() 
        computer.setCpu("AMD R7");
    

    @Override
    public void setGraphicsCard() 
        computer.setGraphics_card("2080Ti");
    

    @Override
    public void setMainBoard() 
        computer.setMain_board("华硕主板");
    

• 【指挥者】调用建造者中的方法完成复杂对象的创建。如下：

package com.example.designmodedemo.principle.builder;

/**
 * 指挥者 调用建造者中的方法完成复杂对象的创建
 */
public class ComputerManager 

    private AbsBuilder absBuilder;

    public ComputerManager(AbsBuilder absBuilder) 
        this.absBuilder = absBuilder;
    

    public Computer create()
        absBuilder.setCpu();
        absBuilder.setGraphicsCard();
        absBuilder.setMainBoard();
        return absBuilder.create();
    

• 【客户端】客户端使用如下：

	/**
     * 建造者模式
     */
    private void principle_build() 
        ComputerManager manager = new ComputerManager(new ComputerBuilder());
        Computer computer = manager.create();
        computer.show();
    

运行后输出结果：

应用场景

建造者模式唯一区别于工厂模式的是针对复杂对象的创建。

如果创建简单对象，通常都是使用工厂模式进行创建，而如果创建复杂对象，就可以考虑使用建造者模式。

主要适用于以下应用场景：

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果。
• 产品类非常复杂，或者产品类中不同的调用顺序产生不同的作用。
• 初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值。
• 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同。

建造者模式和工厂模式的区别

• 建造者模式更加注重方法的调用顺序，工厂模式注重创建对象。
• 建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终对象部件组成也不一样。
• 创建对象的力度不同，建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，工厂模式创建出来的对象都一样。
• 关注重点不一样，工厂模式只需要把对象创建出来就可以了，而建造者模式不仅要创建出对象，还要知道对象由哪些部件组成。

模式的扩展

建造者（Builder）模式在应用过程中可以根据需要改变，如果创建的产品种类只有一种，只需要一个具体建造者，这时可以省略掉抽象建造者，甚至可以省略掉指挥者角色。

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