1 基础知识
1.1 标准定义
建造模式标准定义：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。
1.2 分析和说明
建造模式属于创建性模式，它就是将产品的内部表象和产品的生成过程分割开来，从而使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。建造模式使得产品内部表象可以独立的变化，客户不必知道产品内部组成的细节。建造模式可以强制实行一种分步骤进行的建造过程。建造模式就是解决这类问题的一种思想方法——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。Builder结构如图1所示。
Builder角色包括抽象建造者(Builder)角色、具体建造者（Concrete Builder）角色、导演者（Director）角色和产品（Product）角色。
图1 建造模式结构
抽象建造者(Builder)角色：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，以接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者（Concrete Builder）角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的两种方法：一种是建造方法；另一种是结果返还方法。一般来说，产品所包含的部件数目与建造方法的数目相符。换言之，有多少部件，就有多少相应的建造方法。
具体建造者（Concrete Builder）角色：担任这个角色的是与应用程序紧密相关的一些类，它们在应用程序调用下创建产品的实例。这个角色要完成的任务包括：实现抽象建造者Builder所声明的接口，给出一步一步地完成创建产品实例的操作。在建造过程完成后，提供产品的实例。
导演者（Director）角色：担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象。导演者角色并没有产品类的具体知识，真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者角色。
产品（Product）角色：产品（Product）便是建造中的复杂对象。一般来说，一个系统中会有多于一个的产品类，而且这些产品类并不一定有共同的接口，而完全可以是不相关联的。
2 应用场景举例
比如公司要做一个软件项目，该软件项目由可行性研究、技术交流、投标、签订合同、需求调研、系统设计、系统编码、系统测试、系统部署和实施、系统维护等多个过程组成。但是对于不同的项目，有不同的过程组成。如对于非投标项目ProjectA，只有需求调研、系统设计、系统编码、系统测试、系统部署和实施、系统维护等过程。就可以采用Builder模式。用例如图2所示。
图2 建造模式的用例图
AbstractProjectProcessBuilder可以理解为抽象建造者(Builder)角色，ConcreteProjectProcessBuilder可以理解为实现抽象建造者(Builder)角色的具体建造者（Concrete Builder）角色。ProjectA可以理解为导演者（Director）角色和产品（Product）角色的结合。其实现类图如图3所示。
图3 建造模式的类图
建造模式实现的顺序图如图4所示，实现顺序描述：
①创建一个builder实例对象；
②创建一个project1实例对象，并把builder实例对象赋值给project1对象；
③获得project1对象；
④对project1对象的项目过程进行构造，即调用其construct方法；
⑤显示project1里面的项目过程。
图4 建造模式的顺序图
3．Java的实现程序代码
Java程序实现主要包括AbstractProjectProcessBuilder抽象类文件，ConcreteProjectProcessBuilder类文件和ProductA类文件等3个文件。其关系如图3所示。下面分别列出这3个文件的程序代码，最后列出测试代码并显示输出结果。
AbstractProjectProcessBuilder为抽象建造者(Builder)角色，其类程序代码清单01所示。
程序代码清单01
public abstract class AbstractProjectProcessBuilder {
List<String> processList = new ArrayList<String>();
// 可行性分析过程
public void buildFeasibility() {
};
// 技术交流过程
public void buildTechnicalDiscussion() {
};
// 投标过程
public void buildBid() {
};
// 需求调研和分析过程
public void buildRequirement() {
};
// 设计过程
public void buildDesign() {
};
// 编码过程
public void buildProgram() {
};
// 测试过程
public void buildTest() {
};
// 部署和实施过程
public void buildDeployment() {
};
// 维护过程
public void buildMaintenance() {
};
public void showProcess() {
for (int i = 0; i < processList.size(); i++) {
System.out.print(processList.get(i) + " ");
}
}
}
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ConcreteProjectProcessBuilder为具体建造者（Concrete Builder）角色，其类程序代码清单02所示。
程序代码清单02
public class ConcreteProjectProcessBuilder extends AbstractProjectProcessBuilder {
// 可行性分析过程
public void buildFeasibility() {
processList.add("可行性分析过程");
}
// 技术交流过程
public void buildTechnicalDiscussion() {
processList.add("技术交流过程");
}
// 投标过程
public void buildBid() {
processList.add("投标过程");
}
// 需求调研和分析过程
public void buildRequirement() {
processList.add("需求调研和分析过程");
}
// 设计过程
public void buildDesign() {
processList.add("设计过程");
}
// 编码过程
public void buildProgram() {
processList.add("编码过程");
}
// 测试过程
public void buildTest() {
processList.add("测试过程");
}
// 部署和实施过程
public void buildDeployment() {
processList.add("部署和实施过程");
}
// 维护过程
public void buildMaintenance() {
processList.add("维护过程");
}
}
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ProjectA为导演者（Director）角色和产品（Product）角色的结合，ProjectA的类程序代码清单03所示。
程序代码清单03
public class ProjectA {
private AbstractProjectProcessBuilder projectBulider;
public ProjectA(AbstractProjectProcessBuilder builder) {
projectBulider = builder;
}
public void setBuilder(AbstractProjectProcessBuilder builder) {
projectBulider = builder;
}
public void construct() {
projectBulider.buildRequirement();
projectBulider.buildDesign();
projectBulider.buildProgram();
projectBulider.buildTest();
projectBulider.buildDeployment();
projectBulider.buildMaintenance();
}
public void showProcess() {
projectBulider.showProcess();
}
}
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建造模式测试程序的代码清单04如下：
程序代码清单04
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ConcreteProjectProcessBuilder bulider = new ConcreteProjectProcessBuilder();
ProjectA project1 = new ProjectA(bulider);
project1.construct();
project1.showProcess();
}
}
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建造模式测试类输出结果如下所示：
需求调研和分析过程 设计过程 编码过程 测试过程 部署和实施过程 维护过程 |
参考链接
5种创建型模式：
Gof23种设计模式（1）——工厂模式（Factory Method）
Gof23种设计模式（2）——抽象工厂模式（Abstract Factory）
Gof23种设计模式（3）——建造模式（Builder）
Gof23种设计模式（4）——原型模式（Prototype）
Gof23种设计模式（5）——单例模式（Singleton）
Gof23种设计模式 —— 创建型模式总结和比较
回到总目录：Gof23种设计模式（全解析）
（转载自微信公众号：架构设计模式）
