1、简介

1.1、概述

建造者模式又称为生成器模式，它是一种较为复杂、使用频率也相对较低的创建型模式。建造者模式向客户端返回的不是一个简单的产品，而是一个由多个部件组成的复杂产品。

建造者模式是较为复杂的创建型模式，它将客户端与包含多个组成部分（或部件）的复杂对象的创建过程分离。客户端无须知道复杂对象的内部组成部分与装配方式，只需要知道所需的建造者类型即可。建造者模式关注如何一步一步地创建一个复杂对象，不同的具体建造者定义了不同的创建过程，且具体建造者相互独立，增加新的建造者非常方便，无须修改已有代码，系统具有较好的扩展性。

1.2、定义

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式是一种对象创建型模式。

2、解析

2.1、UML类图示例

建造者模式一步一步地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。建造者模式结构如下图所示：
在这里插入图片描述
建造者模式结构中包含以下4个角色：
（1）Builder（抽象建造者）：它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口。在该接口中一般声明两类方法：一类方法是buildPartX（），用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult（），用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。
（2）ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确其所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
（3）Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件。具体建造者创建该产品的内部表示并定义其装配过程。
（4）Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，它负责安排复杂对象的建造次序。指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct（）建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象（也可以通过配置文件和反射机制），然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

2.2、代码示例

在建造者模式的定义中提到了复杂对象。那么，什么是复杂对象？简单来说，复杂对象是指那些包含多个成员变量的对象，这些成员变量也称为部件或零件。例如，汽车包括方向盘、发动机、轮胎等部件，电子邮件包括发件人、收件人、主题、内容、附件等部件。一个典型的复杂对象类代码示例如下：

/*** @Description: 复杂对象类* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/07/28  08:17* @Version: 1.0*/
public class Product {// 定义部件，部件可以是任意类型，包括值类型和引用类型private String partA;private String partB;private String partC;public Product() {}public String getPartA() {return partA;}public void setPartA(String partA) {this.partA = partA;}public String getPartB() {return partB;}public void setPartB(String partB) {this.partB = partB;}public String getPartC() {return partC;}public void setPartC(String partC) {this.partC = partC;}
}

在抽象建造者类中定义了产品的创建方法和返回方法，其典型代码如下：

/*** @Description: 抽象建造者* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/07/28  08:19* @Version: 1.0*/
abstract class Builder {// 创建产品对象protected Product product=new Product();public abstract void buildPartA();public abstract void buildPartB();public abstract void buildPartC();// 返回产品对象public Product getResult(){return product;}
}

在抽象类Builder中声明了一系列抽象的buildPartX（）方法，用于创建复杂产品的各个部件，具体建造过程在ConcreteBuilder中实现。此外，还提供了工厂方法getResult（），用于返回一个建造好的完整产品。

在ConcreteBuilder中实现了buildPartX（）方法，通过调用Product的setPartX（）方法可以给产品对象的成员变量设值。不同的具体建造者在实现buildPartX（）方法时将有所区别，例如setPartX（）方法的参数可能不一样，在有些具体建造者类中某些setPartX（）方法无须实现（提供一个空实现）。而这些对于客户端来说都无须关心，客户端只需知道具体建造者类型即可。

在建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类Director，该类主要有两个作用：一方面它隔离了客户与创建过程；另一方面它控制产品的创建过程，包括某个buildPartX（）方法是否被调用，以及多个buildPartX（）方法调用的先后次序等。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象。在实际生活中也存在类似指挥者一样的角色，例如一个客户去购买计算机，计算机销售人员相当于指挥者，只要客户确定计算机的类型，计算机销售人员可以通知计算机组装人员给客户组装一台计算机。指挥者类的代码示例如下：

/*** @Description: 指挥者类* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/07/28  08:29* @Version: 1.0*/
public class Director {private Builder builder;public Director(Builder builder) {this.builder = builder;}public void setBuilder(Builder builder) {this.builder = builder;}// 产品构建与组装方法public Product construct() {builder.buildPartA();builder.buildPartB();builder.buildPartC();return builder.getResult();}
}

在指挥者类中可以注入一个抽象建造者类型的对象，其核心在于提供了一个建造方法construct（），在该方法中调用了builder对象的构造部件的方法，最后返回一个产品对象。

对于客户端而言，只需关心具体的建造者即可。一般情况下，客户端类代码片段如下：

/*** @Description: 客户端* @Author: yangyongbing* @CreateTime: 2023/07/28  08:39* @Version: 1.0*/
public class Client {public static void main(String[] args) {Builder builder=new ConcreteBuilder();// 可通过配置文件实现Director director = new Director(builder);Product construct = director.construct();}
}

可以通过配置文件来存储具体建造者类ConcreteBuilder的类名，使得更换新的建造者时无须修改源代码，系统扩展更为方便。在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需指定具体建造者的类型即可。

建造者模式与抽象工厂模式有点相似，但是建造者模式返回一个完整的复杂产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品。在抽象工厂模式中，客户端通过选择具体工厂来生成所需对象，而在建造者模式中，客户端通过指定具体建造者类型并指导Director类如何去生成对象，侧重于一步一步地构造一个复杂对象，然后将结果返回。如果将抽象工厂模式看成一个汽车配件生产厂，生成不同类型的汽车配件，那么建造者模式就是一个汽车组装厂，通过对配件进行组装返回一辆完整的汽车。

在建造者模式中，客户端只需实例化指挥者类，指挥者类针对抽象建造者编程。客户端根据需要传入具体的建造者类型，指挥者将指导具体建造者一步一步地构造一个完整的产品（逐步调用具体建造者的buildX（）方法），相同的构造过程可以创建完全不同的产品。