构造模式（Builder）

    构造模式：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。具体的操作过程是：构造模式利用一个导演者对象和具体构造者对象一个一个的构造出所有的零件，从而构造出完整的产品对象；并且构造者模式将产品的结构和产品的零件构造过程对客户端隐藏起来，把对构造过程进行指挥的责任和具体构造者零件的责任分割开来，达到责任划分和封装的目的。

     应当指出的是，这些零件有可能是独立的对象，也有可能仅仅以对象的组成成分（如性质）的形式存在于产品对象内部。

一、构造模式的结构

 通过上面的类图可知，构造模式涉及到四个角色，他们分别是：

①抽象构造者角色：给出一个抽象接口，一规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，此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构造者角色，具体创建者类必须实现这个接口的所有声明的方法。一般来说，产品所包含的零件数目与构造方法的数目相符，换言之，有多少零件，就有多少相应的构造方法。

②具体构造者角色：担任这个角色的是与应用程序紧密相关的一些类，他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：实现抽象构造者所声明的接口，给出一步一步的完成创建产品实例的操作；在创建过程完成后，提供产品的实例；

③导演者角色：担任这个角色的类调用具体构造者角色以创建产品对象。应当指出的是，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构造者角色。

④产品角色：产品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。

     导演者角色是与客户端打交道的角色。导演者角色将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的构造请求，再将这些请求委派给具体建造者角色。具体建造者角色是做具体建造工作的，但是却不为客户端所知。

     一般来说，每有一个产品类，就有一个相应的具体建造者类。这些产品应当有一样数目的零件，而每有一个零件就相当在所有的构造者角色里有一个建造方法。在上面的例子中，包括了一个具体构造者类和一个产品类。在实际的应用中，一般会有一个以上的具体构造者类和相应的一个以上的产品类。

二、构造模式的应用

     在以下情况下应当使用构造模式：①需要生成的产品对象有复杂的内部结构。每一个内部成分本身可以是对象，也可以仅仅是一个对象的一个组成部分；②需要生成的产品对象的属性相互依赖。构造模式可以强制实行一种分步骤进行的构造过程，因此，如果产品对象的一个属性必须在另一个属性被赋值之后才可以被赋值，使用构造模式便是一个很好的设计思想；③对象创建过程中会使用到系统中的其他一些对象，这些对象在产品对象的创建过程中不容易得到。

    使用构造模式主要有以下的效果：①构造模式的使用使得产品的内部表象可以独立的变化。使用构造模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节；②每一个Builder都相对独立，而与其他的Builder无关；③模式所建造的最终产品更易于控制。

     例如：我们生活当中有许多设备都是以组装的形式存在的，例如台式电脑，那么有些厂商就会推出一些具有默认配置的组装电脑主机（这里可以用到模板方法模式来实现），顾客可以购买默认配置的产品，也可以要求厂商重新组装一部不同配置不同组装方式的主机。此时，我们就可以使用建造者模式来满足特殊顾客的要求了。

     注意到这个例子中厂商是重新组装一部主机，即关注点是主机的每个组成部分，这就符合上面Builder模式给出的使用场景了。具体类图如下：

 简单代码实现如下：

abstract class AbstractProduct{ 
  protected abstract void part01(); 
  protected abstract void part02(); 
  protected abstract void part03(); 
    
  //模板方法给出了默认的组装方式，生成默认的产品 
  public final AbstractProduct defaultProduct() { 
    part01(); 
    part02(); 
    part03(); 
    return this;//返回当前对象，即默认组装方式的产品 
  } 
}

 

//具体的产品A、B，不同产品实现了不同的“组成部分part” 
class ConcreteProductA extends AbstractProduct{ 
  protected void part01() { 
    System.out.println("产品A ：part01() ..."); 
  } 
  protected void part02() { 
    System.out.println("产品A ：part02() ..."); 
  } 
  protected void part03() { 
    System.out.println("产品A ：part03() ..."); 
  } 
} 

class ConcreteProductB extends AbstractProduct{ 
  protected void part01() { 
    System.out.println("产品B ：part01() ..."); 
  } 
  protected void part02() { 
    System.out.println("产品B ：part02() ..."); 
  } 
  protected void part03() { 
    System.out.println("产品B ：part03() ..."); 
  } 
} 

//抽象建造者，制定每一种产品应该实现的组合方式buildPart()和生产buildProduct()的标准 
abstract class AbstractBuilder{ 
  public abstract void buildPart(); 
  public abstract AbstractProduct buildProduct(); 
}

/* 
* 具体建造者，如果对于默认产品（即当调用抽象产品中的defaultProduct()方法）不满意时， 
* 可以不调用它来获得产品，而是使用具体的建造者来改变产品的生产组装方式，以得到不同的产品 
*/ 
class ConcreteBuilderA extends AbstractBuilder{ 
  private AbstractProduct productA = new ConcreteProductA(); 
    
  public void buildPart() { 
    this.productA.part03(); 
    this.productA.part02(); 
    this.productA.part01(); 
  } 
    
  public AbstractProduct buildProduct() { 
    return this.productA; 
  } 
} 

class ConcreteBuilderB extends AbstractBuilder{ 
  private AbstractProduct productB = new ConcreteProductB(); 
    
  public void buildPart() { 
    this.productB.part02(); 
    this.productB.part01(); 
    //特地省略掉产品B中的一个组成部分，例如该部分的功能顾客不需要 
//    this.productB.part03(); 
  } 
    
  public AbstractProduct buildProduct() { 
    return this.productB; 
  } 
} 

//导演类，预先持有各个产品的建造者，为需要不同于默认产品的用户提供不同的组装方式 
class Director{ 
  private AbstractBuilder builderA = new ConcreteBuilderA(); 
  private AbstractBuilder builderB = new ConcreteBuilderB();    
    
  public AbstractProduct getProductA() { 
    this.builderA.buildPart(); 
    return this.builderA.buildProduct(); 
  } 
    
  public AbstractProduct getProductB() { 
    this.builderB.buildPart(); 
    return this.builderB.buildProduct(); 
  } 
} 

//测试类 
public class Client { 
  public static void main(String[] args) { 
    System.out.println("利用模板方法模式获得默认的产品A"); 
    AbstractProduct defualtProductA = new ConcreteProductA().defaultProduct();    
     
    System.out.println("\n利用Director类获得不同组装方式的产品A"); 
    Director director = new Director(); 
    director.getProductA(); 
     
    System.out.println("\n利用Director类获得不同组装方式的产品B"); 
    director.getProductB(); 
  } 
}

 输出结果如下：

利用模板方法模式获得默认的产品A
产品A ：part01() ...
产品A ：part02() ...
产品A ：part03() ...
利用Director类获得不同组装方式的产品A
产品A ：part03() ...
产品A ：part02() ...
产品A ：part01() ...
利用Director类获得不同组装方式的产品B
产品B ：part02() ...
产品B ：part01() ...