把书读薄 | 《设计模式之美》设计模式与范式（创建型-建造者模式）-一一网

0x0、引言

今晚加班发版本，继续啃《设计模式之美》，本文是设计模式与范式：创建型(46)，建造者模式(Builder Design Pattern) 也有人叫做生成器模式，又是一个很常用的创建型设计模式，非常轻松的一节~

二手知识加工难免有所纰漏，感兴趣有时间的可自行查阅原文，谢谢。

0x1、为什么需要Builder模式

当类中的属性很多时，为了避免构造函数参数列表过长影响代码可读性与易用性，可以通过 构造函数配合set()方法 解决。

但如果存在下述情况中的一种，就要考虑使用Builder模式了：

① 强制创建对象的时候就设置一些必填属性(放构造方法中)，如果必填属性很多，又会出现构造函数参数列表过长的问题。如果把必填属性放到set()中设置，那么校验必填属性是否已填写的逻辑就无处安放了；
② 类的属性间有一定的依赖关系或约束条件，如果用构造函数+set()方法的设计思路，依赖关系和约束条件的校验逻辑就无处安放了；
③ 希望创建不可变对象(创建后就不能修改内部属性)，就不能在类中暴露set()方法；

0x2、Builder模式与Factory模式的区别

建造者模式 → 用于创建 一种类型 的复杂对象，通过设置不同的可选参数，定制化地创建不同的对象；
工厂模式 → 用于创建 不同但是类型相关 的对象，由给定的参数来决定创建哪种类型的对象；

一个解释两者区别的经典例子

顾客进一家餐馆点餐，利用工厂模式，根据用户的不同选择，来制作不同的事物，如披萨、汉堡、沙拉。对于披萨来说，用户有各种配料可以定制，如芝士、西红柿、起司等，我们通过建造者模式根据用户选择的不同配料来制作披萨。

Builder模式一般由下述四个角色组成：

还是那句话，不要生搬硬套设计模式，四个角色不一定都要有，最常见的是Product中包裹一个Builder，直接生成，比如Android中的AlertDialog。

0x3、简单的代码示例

自定义游戏角色时，游戏角色由：性别，脸部，衣服三个部分组成，用户可以根据自己的喜好配置生成不同的角色。先写下没有引入Builder模式之前：

public class Role {
    private static final int DEFAULT_SEX = 0;
    private static final String DEFAULT_FACE = "大众";
    private static final String DEFAULT_CLOTHE = "便装";

    private String name;    // 角色名，必填，故强制放到构造函数中设置
    private int sex = DEFAULT_SEX;  // 性别：0-男、1-女
    private String face = DEFAULT_FACE;
    private String clothe = DEFAULT_CLOTHE;

    public Role(String name) { this.name = name; }

    public int getSex() { return sex; }

    public void setSex(int sex) { this.sex = sex; }

    public String getFace() { return face; }

    public void setFace(String face) { this.face = face; }

    public String getClothe() { return clothe; }

    public void setClothe(String clothe) { this.clothe = clothe; }

    public String show() {
        return "您创建了角色【" + name + "】 → " + (sex == 0 ? "男性角色 " : "女性角色 ") + face + "脸 身穿" + clothe;
    }
}

// 测试用例
public class Game {
    public static void main(String[] args) {
        Role role = new Role("王司徒");
        role.setFace("慈眉善目");
        role.setClothe("古装");
        System.out.println(role.show());
    }
}
复制代码

运行结果如下：

接着用Builder模式改造一波：

// 产品类
public class Role {
    private String name;    // 角色名
    private int sex;  // 性别：0-男、1-女
    private String face;
    private String clothe;

    public Role(Builder builder) {
        this.name = builder.getName();
        this.sex = builder.getSex();
        this.face = builder.getFace();
        this.clothe = builder.getClothe();
    }

    public String show() {
        return "您创建了角色【" + name + "】 → " + (sex == 0 ? "男性角色 " : "女性角色 ") + face + "脸 身穿" + clothe;
    }
}

// 建造者类
public class Builder {
    private static final int DEFAULT_SEX = 0;
    private static final String DEFAULT_FACE = "大众";
    private static final String DEFAULT_CLOTHE = "便装";

    private String name;    // 角色名，必填
    private int sex = DEFAULT_SEX;  // 性别：0-男、1-女
    private String face = DEFAULT_FACE;
    private String clothe = DEFAULT_CLOTHE;

    public Role build() {
        // 将校验逻辑放到这里，必填项、约束条件等，只有都通过了才构建对象
        if(name == null || name.isEmpty()) { return null; }
        return new Role(this);
    }

    public String getName() { return name; }
    public int getSex() { return sex; }
    public String getFace() { return face; }
    public String getClothe() { return clothe; }

    // 也可以在set方法中进行逻辑校验
    public Builder setName(String name) { this.name = name; return this; }
    public Builder setSex(int sex) { this.sex = sex; return this; }
    public Builder setFace(String face) { this.face = face; return this; }
    public Builder setClothe(String clothe) { this.clothe = clothe; return this; }
}

// 测试用例
public class Game {
    public static void main(String[] args) {
        Role role = new Builder()
                .setName("杰哥")
                .setFace("超勇")
                .build();
        System.out.println(role.show());
    }
}
复制代码

另外，使用创建者模式还可以避免对象存在 无效状态，比如长方形，你通过set()设置了长度，没设置宽度，此时的长方形对象是没有意义的，或者说处于无效状态。而在创建者模式中，先设置好创建者的变量，然后再一次性地创建产品对象，就可以规避这个问题，使得对象一直处于 有效状态。从示例代码也可以看出Builder的优缺点：

优点：