建造者模式
参考：
[1] 史上最全设计模式导学目录（完整版）
[2] 《Android源码设计模式解析与实战》
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，只需要知道所需建造者的类型即可。它关注如何一步一步创建一个的复杂对象，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.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. 使用场景
（1）相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果。
（2）多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的运行结果又不相同时。
（3） 隔离复杂对象的创建和使用，通过引入指挥者类控制创建流程，使得相同的创建过程可以创建不同的产品。
（4）初始化一个对象特别复杂，通常包含多个成员属性，且很多属性都具有默认值时。
3. 建造者模式的简单实现
建造者模式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。
3.1 简单实现
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属性的对象，这些成员属性也称为部件或零件，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：
产品类
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它的装配过程。
public class Product {
private String partA;
private String partB;
private String partC;
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;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"partA='" + partA + '\'' +
", partB='" + partB + '\'' +
", partC='" + partC + '\'' +
'}';
}
}
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()，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是create()，它们用于返回复杂对象。既可以是抽象类，也可以是接口。
public abstract class AbsBuilder {
protected Product mProduct;
public AbsBuilder() {
mProduct = new Product();
}
public abstract void buildPartA();
public abstract void buildPartB();
public abstract void buildPartC();
public abstract Product create();
}
具体建造者
抽象建造者的具体实现，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。
public class ABuilder extends AbsBuilder {
@Override
public void buildPartA() {
System.out.println("Create part A.");
mProduct.setPartA("PartA");
}
@Override
public void buildPartB() {
System.out.println("Create part B.");
mProduct.setPartB("partB");
}
@Override
public void buildPartC() {
System.out.println("Create part C.");
mProduct.setPartC("partC");
}
@Override
public Product create(){
System.out.println(mProduct.toString());
return mProduct;
}
}
指挥者
在建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类Director，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。
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，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方法将建造者对象传入指挥者类中，最后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。
public class Director {
private IBuilder builder;
public Director(IBuilder builder) {
this.builder = builder;
}
public Product construct() {
builder.buildPartA();
builder.buildPartB();
builder.buildPartC();
return builder.create();
}
}
使用
Director director = new Director(new ABuilder());
Product product = director.construct();
打印
Create part A.
Create part B.
Create part C.
Product{
partA='PartA', partB='partB', partC='partC'}
3.2 链式调用
实际开发中，Director角色经常被省略，直接用一个Builder来进行对象的组装，这个Builder通常为链式调用，它的关键点是每个setter或构建方法buildX等都返回这个Builder本身。如下所示：
public abstract class IBuilder {
protected Product mProduct;
public IBuilder() {
mProduct = new Product();
}
public abstract IBuilder buildPartA();
public abstract IBuilder buildPartB();
public abstract IBuilder buildPartC();
public abstract Product create();
}
public class Builder extends IBuilder {
@Override
public Builder buildPartA() {
System.out.println("Create part A.");
mProduct.setPartA("PartA");
return this;
}
@Override
public Builder buildPartB() {
System.out.println("Create part B.");
mProduct.setPartB("partB");
return this;
}
@Override
public Builder buildPartC() {
System.out.println("Create part C.");
mProduct.setPartC("partC");
return this;
}
@Override
public Product create(){
System.out.println(mProduct.toString());
return mProduct;
}
}
使用的时候可以用链式调用方式创建产品对象。调用代码大致如下：
Product product1 = new Builder()
.buildPartA().buildPartB().buildPartC().create();
通过这种形式不仅去除了Director角色，这个结构也更加简单清晰，也能对Product对象的组装过程有更精细的控制。
有时候，还会把Builder放到Product内部，作为静态内部类，调用的时候更能体现与Product的关系。代码如下：
public class Product {
private String partA;
private String partB;
private String partC;
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;
}
@Override
public String toString() {
return "Product{" +
"partA='" + partA + '\'' +
", partB='" + partB + '\'' +
", partC='" + partC + '\'' +
'}';
}
public static class Builder extends IBuilder {
@Override
public Builder buildPartA() {
System.out.println("Create part A.");
mProduct.setPartA("PartA");
return this;
}
@Override
public Builder buildPartB() {
System.out.println("Create part B.");
mProduct.setPartB("partB");
return this;
}
@Override
public Builder buildPartC() {
System.out.println("Create part C.");
mProduct.setPartC("partC");
return this;
}
@Override
public Product create(){
System.out.println(mProduct.toString());
return mProduct;
}
}
}
调用：
Product product = new Product.Builder()
.buildPartA().buildPartB().buildPartC().create();
当然，可以对Product进行抽象，它的子类各自实现自己的Builder，以方便扩展。运用之道，存乎一心。
4 总结
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。如果要增加产品，只需要增加一个建造者类实现抽象建造者，定义具体实现，原有代码无须修改，完全符合“开闭原则”。
建造者模式的核心在于如何一步步构建一个包含多个组成部件的完整对象，使用相同的构建过程构建不同的产品，在软件开发中，如果我们需要创建复杂对象并希望系统具备很好的灵活性和可扩展性可以考虑使用建造者模式。
4.1 主要优点
建造者模式的主要优点如下：
(1) 在建造者模式中，客户端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。由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合“开闭原则”
(3) 可以更加精细地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。
4.2 主要缺点
建造者模式的主要缺点如下：
(1) 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，例如很多组成部分都不相同，不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
(2) 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，增加系统的理解难度和运行成本。
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，侧重于一步步构造一个复杂对象，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。