技術標籤：設計模式

在軟體開發過程中有時需要建立一個複雜的物件，這個複雜物件通常由多個子部件按一定的步驟組合而成。還是以電子郵件為例，每封電子郵件由發件人、收件人、主題、內容、附件等內容構成。

生活中這樣的例子很多，如遊戲中的不同角色，其性別、個性、能力、臉型、體型、服裝、髮型等特性都有所差異；還有汽車中的方向盤、發動機、車架、輪胎等部件也多種多樣；
以上所有這些產品都是由多個部件構成的，各個部件可以靈活選擇，但其建立步驟都大同小異。這類產品的建立無法用前面介紹的工廠模式描述，只有建造者模式可以很好地描述該類產品的建立。

模式的定義與特點

建造者（Builder）模式的定義：指將一個複雜物件的構造與它的表示分離，使同樣的構建過程可以建立不同的表示。它是將一個複雜的物件分解為多個簡單的物件，然後一步一步構建而成。它將變與不變相分離，即產品的組成部分是不變的，但每一部分是可以靈活選擇的。

1. 封裝性好，構建和表示分離。
2. 擴充套件性好，各個具體的建造者相互獨立，有利於系統的解耦。
3. 客戶端不必知道產品內部組成的細節，建造者可以對建立過程逐步細化，而不對其它模組產生任何影響，便於控制細節風險。

缺點如下：

1. 產品的組成部分必須相同，這限制了其使用範圍。
2. 如果產品的內部變化複雜，如果產品內部發生變化，則建造者也要同步修改，後期維護成本較大。

類圖：

四個要素

• 產品類：一般是一個較為複雜的物件，也就是說建立物件的過程比較複雜，一般會有比較多的程式碼量。在本類圖中，產品類是一個具體的類，而非抽象類。實際程式設計中，產品類可以是由一個抽象類與它的不同實現組成，也可以是由多個抽象類與他們的實現組成。
• 抽象建造者：引入抽象建造者的目的，是為了將建造的具體過程交與它的子類來實現。這樣更容易擴充套件。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。
• 建造者：實現抽象類的所有未實現的方法，具體來說一般是兩項任務：組建產品；返回組建好的產品。
• 導演類（指揮類）：負責呼叫適當的建造者來組建產品，導演類一般不與產品類發生依賴關係，與導演類直接互動的是建造者類。一般來說，導演類被用來封裝程式中易變的部分。

舉個簡單例子（郵件的建立造過程，包括髮件人、收件人、主題、內容、附件）：
1 產品類

public class Email{
//實際發件人和收件人等都是一個物件，這裡為了方便用String
private String sender;

private String receiver;

private String topic;

private String content;
// 省略其他屬性及getter和setter方法
}
 

2 抽象建造者

public interface IEmailBuilder{
public void buildSender();
public void buildReceiver();
public void buildTopic();
public void buildContent();
Email buildEmail();
}

3 具體建造者

public class ConcreteBuilder implements IEmailBuilder{
Email email;

public ConcreteBuilder(){
  email= new Email();
}

@Override
public void buildSender(){
  email.setSender("AA");
}

@Override
public void buildReceiver(){
  email.setReceiver("BB");
}
...
@Override
public Email buildEmail(){
  return this.email;
}
}

4 指導者

public class EmailDirector{
  public EmailconstructEmail(IEmailBuilder builder){
    builder.buildSender();

    builder.buildReceiver();

    builder.buildTopic();
    ...
    return builder.buildEmail();
  }
}

5 測試程式碼

public class MainTest{
  public static void main(String[] args){
     EmailDirector director = new EmailDirector();
     Email email= director.constructCar(new ConcreteBuilder());
     System.out.println(email.getSender());
     System.out.println(email.getReceiver());
     System.out.println(email.getTopic());
  }
}