创建型模式——建造者模式

一、定义

建造者模式是一种创建型设计模式，使你能够分步骤创建复杂对象。该模式允许你使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。

二、问题

现在你需要建造一个日志对象，来打印日志。首先需要打印日志时间，日志体，……日志尾。但是如果你还想要在日志尾后打印日志的署名，如何做？
1、扩展基类(日志类)
然后创建一系列涵盖所有参数组合的子类。但最终你将面对相当数量的子类。任何新增的参数（例如署名）都会让这个层次结构更加复杂。
3个参数就有7种组合，4个参数有15种组合……太多了！
2、无需生成子类。你可以在基类中创建一个包括所有可能参数的超级构造函数，并用它来控制日志对象。这种方法确实可以避免生成子类，但它却会造成另外一个问题。参数太多了，而且较多参数都用不到

Log(LogTime logTime,LogBody logBody,LogFoot logFoot,LogName logname ……)

三、解决方案

建造者模式建议将对象构造代码从产品类中抽取出来，并将其放在一个名为建造者的独立对象中。建造者模式让你能够分步骤创建复杂对象。

该模式会将对象构造过程划分为一组步骤，比如创建日志时间和创建日志体等。每次创建对象时，你都需要通过建造者对象执行一系列步骤。重点在于你无需调用所有步骤，而只需调用创建特定对象配置所需的那些步骤即可。
当你需要创建不同形式的产品时，其中的一些构造步骤可能需要不同的实现。例如，控制台打印日志或者文件打印日志。
在这种情况下，你可以创建多个不同的建造者，用不同方式实现一组相同的创建步骤。然后你就可以在创建过程中使用这些创建者来生成不同类型的对象。

四、代码实现

1、建造者（Builder）接口声明在所有类型生成器中通用的产品构造步骤。
package com.atmae.builder;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 8:48
 * @Description:
 */
public interface Builder {
    
    
    void buildTimer();
    void buildBody();
    void buildFoot();
}

2、具体建造者（Concrete Builders）提供构造过程的不同实现。具体生成器也可以构造不遵循通用接口的产品。

package com.atmae.builder;

import java.util.Date;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 8:52
 * @Description:
 */
public class ConsoleBuilder implements Builder{
    
    
    private final ConsoleLog consoleLog=new ConsoleLog();

    @Override
    public void buildTimer() {
    
    
        ;this.consoleLog.setLogTime("控制台日志时间"+new Date());
    }

    @Override
    public void buildBody() {
    
    
    this.consoleLog.setLogBody("控制台日志体");
    }

    @Override
    public void buildFoot() {
    
    
    this.consoleLog.setLogFoot("控制台日志尾");
    }

    public ConsoleLog getConsoleLog() {
    
    
        return consoleLog;
    }
}

package com.atmae.builder;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.util.Date;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 8:57
 * @Description:
 */
public class FileBuilder implements Builder {
    
    

    private final FileLog fileLog = new FileLog();

    @Override
    public void buildTimer() {
    
    
        this.fileLog.setLogTime("文件日志时间：" + new Date());
    }

    @Override
    public void buildBody() {
    
    
        this.fileLog.setLogBody("文件日志体");
    }

    @Override
    public void buildFoot() {
    
    
        this.fileLog.setLogFoot("文件日志尾");
    }

    public FileLog getFileLog() {
    
    
        return fileLog;
    }
}

3、指挥者类（Director）类定义调用构造步骤的顺序，这样你就可以创建和复用特定的产品配置。

package com.atmae.builder;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 9:00
 * @Description:
 */
public class Director {
    
    
    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
    
    
        this.builder = builder;
    }

    public void log() {
    
    
        this.builder.buildTimer();
        this.builder.buildBody();
        this.builder.buildFoot();
    }

}

4、产品（Products）是最终生成的对象。由不同生成器构造的产品无需属于同一类层次结构或接口。

package com.atmae.builder;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 13:05
 * @Description:
 */
public class ConsoleLog {
    
    
    private String logTime;
    private String logBody;
    private String logFoot;

    public void show(){
    
    
        System.out.println("logTime:"+logTime+"========="+
                "\nlogBody:"+logBody+"========"+
                "\nlogFoot:"+logFoot+"========");
    }

    public void setLogTime(String logTime) {
    
    
        this.logTime = logTime;
    }

    public void setLogBody(String logBody) {
    
    
        this.logBody = logBody;
    }

    public void setLogFoot(String logFoot) {
    
    
        this.logFoot = logFoot;
    }
}

package com.atmae.builder;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 13:05
 * @Description:
 */
public class FileLog {
    
    
    private String logTime;
    private String logBody;
    private String logFoot;

   public void show(){
    
    
       System.out.println("logTime:"+logTime+"========="+
               "\nlogBody:"+logBody+"========"+
               "\nlogFoot:"+logFoot+"========");
   }

    public void setLogTime(String logTime) {
    
    
        this.logTime = logTime;
    }

    public void setLogBody(String logBody) {
    
    
        this.logBody = logBody;
    }

    public void setLogFoot(String logFoot) {
    
    
        this.logFoot = logFoot;
    }
}

5、客户端（Client）必须将某个建造者对象与指挥类关联。一般情况下，你只需通过指挥类构造函数的参数进行一次性关联即可。此后指挥类就能使用建造者对象完成后续所有的构造任务。

package com.atmae.builder;

/**
 * @Author: Mae
 * @Date: 2022/4/24
 * @Time: 9:02
 * @Description:
 */
public class Client {
    
    
    public static void main(String[] args) {
    
    
        FileBuilder fileBuilder = new FileBuilder();
        Director director = new Director(fileBuilder);
        director.log();
        FileLog fileLog = fileBuilder.getFileLog();
        fileLog.show();
    }
}

五、UML图

在这里插入图片描述

六、建造者模式使用场景

避免 “重叠构造函数” 的出现(构造函数中有十个可选参数，那么调用该函数会非常不方便)
希望使用代码创建不同形式的产品(文件日志/控制台日志)时，可使用建造者模式
使用建造者构造组合树或其他复杂对象

七、总结

1、优点

你可以分步创建对象，暂缓创建步骤或递归运行创建步骤。
生成不同形式的产品时，你可以复用相同的制造代码。
单一职责原则。你可以将复杂构造代码从产品的业务逻辑中分离出来。

2、缺点

由于该模式需要新增多个类，因此代码整体复杂程度会有所增加。

八、与其他模式的关系

建造者重点关注如何分步生成复杂对象。抽象工厂专门用于生产一系列相关对象。抽象工厂会马上返回产品，建造者则允许你在获取产品前执行一些额外构造步骤。

【设计模式】创建型模式——建造者模式

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