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Java设计模式之建造者模式（光头强买电锯引发的思考）

本文根据光头强做电锯的故事，讲解一下Java设计模式中的“建造者模式”，故事性更强，配合着代码讲解，让大家更轻松的掌握“建造者模式”。

一、故事背景

熊出没第59集超级电锯

（一）什么是建造者模式？

建造者模式它是一种 将复杂对象的构造与其表示分开，以便相同的构造过程可以创建不同的表示 的设计模式。

（二）基本组成单元有哪些？

一个完整的建造者模式分为4个部分：

1.建造者（Builder）：用于创建Product对象的部分的抽象接口。
2.具体建造者（ConcreteBuilder）：通过实现Builder接口构建和组装产品的一部分。
3.指挥者（Director）：它直接Builder接口来构造对象。
4.产品（Product）：需要构建的复杂的对象。

（三）使用场景

一般用于复杂的对象内部，比如：一个对象有多个功能，可以在它的内部用多个方法具体描述每个功能，然后调用这个类的时候，就可以直自由的构建出这个类对象（比如： new Person().setName("18").setAge(20).build(); 其实这个Person类就做了具体的对象构建的操作逻辑。），也有网友狭隘的说 链式调用 就是建造者模式，其实那是片面的认识，虽然是一种表现形式，但是实际操作中有很多不同的表现形式，不能一概而论。下面就一个实例详解一下基本使用到复杂多变的使用场景。

二、基本使用场景

（一）各个类的介绍：

光头强于是去了镇子上的五金店铺，，光头强心理嘀咕着：“不光能砍树，还能吓跑熊大熊二，看它还敢来欺负自己。”于是跟那个老板的说了自己的需求：“我要买一把电手锯”。老板说：“不好意思，没有了，需要预定，预计一个星期之后就到了。”然后光头强就下单了，老板就电话通知手电锯工厂下了订单，然后工厂开始生产手电锯。

这回还没把熊大熊二吓跑，于是光头强又跑到镇子上，找到了五金店的老板，让老板给他一把厉害的锯子。光头强这回跟那个老板的说了自己的需求：“我要一把厉害的电手锯，上回那个没有赶走熊大熊二，你这里有没有厉害的手电锯”。老板逐个都介绍了一遍，光头强一对比，发现并没有自己想要的独一无二的那个。于是跟那个老板的说了自己的需求：“我需要的是这样的：调速防误触智能开关、动力强耐高温散热好的纯铜电机、环保大容量锂电池、人体工体学包胶防滑防抖手柄、环保防触电插头、加厚加固耐磨抗打击防护罩、高硬度锯片、然后额外配上LED灯，钱不是问题”。老板说没问题，半个月之后过来取吧。光头强于是交了定金，兴奋的回家了。坐等老板的好消息了。

车间要准备要投入生产的机器，还有各种原材料和模具：

/**
 * 链锯建筑者
 */
public interface ChainsawBuilder {
    // 蓄电池
    void battery();
    // 电动机
    void motor();
    // 减速箱
    void reductionGearbox();
    // 防护罩
    void hood();
    // 手柄
    void handle();
    // 开关
    void switches();
    // 插头
    void plug();
    // 圆锯片
    void circularSaw();

    // 获取链锯（产品）的实例
    Chainsaws getChainsaws();

}
复制代码

接下来就是具体的车间按照现有的材料进行生产：

/**
 * 链锯建筑者（具体建筑者）
 */
public class ChainsawBuilderImpl implements ChainsawBuilder{

    private Chainsaws chainsaws;

    public ChainsawBuilderImpl() {
        chainsaws = new Chainsaws();
    }


    @Override
    public void battery() {
        chainsaws.setBattery("普通锂电池");
    }

    @Override
    public void motor() {
        chainsaws.setMotor("普通铝电动机");
    }

    @Override
    public void reductionGearbox() {
        chainsaws.setReductionGearbox("普通减速箱");
    }

    @Override
    public void hood() {
        chainsaws.setHood("普通PVC塑料");
    }

    @Override
    public void handle() {
        chainsaws.setHandle("普通PVC塑料");
    }

    @Override
    public void switches() {
        chainsaws.setSwitches("普通拉线开关");
    }

    @Override
    public void plug() {
        chainsaws.setPlug("普通三口插头");
    }

    @Override
    public void circularSaw() {
        chainsaws.setCircularSaw("普通钢锯片");
    }

    @Override
    public Chainsaws getChainsaws() {
        return chainsaws;
    }
}

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最终产品就具备这些功能：

/**
 * 产品（链锯）
 */
public class Chainsaws {

    // 蓄电池
    private String battery;
    // 电动机
    private String motor;
    // 减速箱
    private String reductionGearbox;
    // 防护罩
    private String hood;
    // 手柄
    private String handle;
    // 开关
    private String switches;
    // 插头
    private String plug;
    // 圆锯片
    private String circularSaw;


    public String getBattery() {
        return battery;
    }

    public void setBattery(String battery) {
        this.battery = battery;
    }

    public String getMotor() {
        return motor;
    }

    public void setMotor(String motor) {
        this.motor = motor;
    }

    public String getReductionGearbox() {
        return reductionGearbox;
    }

    public void setReductionGearbox(String reductionGearbox) {
        this.reductionGearbox = reductionGearbox;
    }

    public String getHood() {
        return hood;
    }

    public void setHood(String hood) {
        this.hood = hood;
    }

    public String getHandle() {
        return handle;
    }

    public void setHandle(String handle) {
        this.handle = handle;
    }

    public String getSwitches() {
        return switches;
    }

    public void setSwitches(String switches) {
        this.switches = switches;
    }

    public String getPlug() {
        return plug;
    }


    public void setPlug(String plug) {
        this.plug = plug;
    }

    public String getCircularSaw() {
        return circularSaw;
    }

    public void setCircularSaw(String circularSaw) {
        this.circularSaw = circularSaw;
    }


    @Override
    public String toString() {
        return "Chainsaws{" +
                "/n battery='" + battery + '/'' +
                ", motor='" + motor + '/'' +
                ", reductionGearbox='" + reductionGearbox + '/'' +
                ", hood='" + hood + '/'' +
                ", handle='" + handle + '/'' +
                ", switches='" + switches + '/'' +
                ", plug='" + plug + '/'' +
                ", circularSaw='" + circularSaw + '/'' +
                "链锯已经做好了/n" + '}';
    }


}

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老板作为一个中间人的角色，需要跟厂商对接，电话通知建造方，查看进度如何了：

/**
 * 五金店老板（验收方）
 */
public class HardwareStoreBoss {

    // 电话通知建造方，查看进度如何了
    public Chainsaws notify(ChainsawBuilder builder){

        // 蓄电池
        builder.battery();
        // 电动机
        builder.motor();
        // 减速箱
        builder.reductionGearbox();
        // 防护罩
        builder.hood();
        // 手柄
        builder.handle();
        // 开关
        builder.switches();
        // 插头
        builder.plug();
        // 圆锯片
        builder.circularSaw();
        return builder.getChainsaws();
    }
}

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过了几天，光头强打电话给五金店老板。

HardwareStoreBoss hardwareStoreBoss = new HardwareStoreBoss();
复制代码

五金店老板跟光头强说你等会儿，我先去问问链锯做好了没，于是：

Chainsaws chainsaws = hardwareStoreBoss.notify(new ChainsawBuilderImpl());
        System.out.println(chainsaws.toString());
复制代码

这时候打印结果是：

Chainsaws{
 battery='普通锂电池', motor='普通铝电动机', reductionGearbox='普通减速箱', hood='普通PVC塑料', handle='普通PVC塑料', switches='普通拉线开关', plug='普通三口插头', circularSaw='普通钢锯片'链锯已经做好了
}
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然后五金店老板去生产那里取货，然后再通知光头强过去取货。

（二）UML图解如下：

三、新增建造者接口（换一个新链锯）

（一）各个类的介绍：

光头强拿到货之后，就兴高采烈的去试着砍树，结果发现砍了几棵树，要么就是没电了，要么就是掉链子了，这怎么行？光头强这回要求老板退货，老板不干，这样吧。我给你返回维修。维修费我出。光头强不干，坚决要退货，老板犟不过，要不这样，给你换一个性能更高级的链锯，你只要补差价就好了，怎么样，工厂那边正好有批次在做的，给你预定一个，一周内可以就拿到货了。光头强爽快的答应了。

于是工厂这边也利用原有的功能（接口ChainsawBuilder），加入新的一些功能（新建一个类ChainsawBuilderImpl2），就开始制造了。基本功能都差不多的，只是换一些零部件，如下所示：

/**
 * 链锯建筑者（具体建筑者）
 */
public class ChainsawBuilderImpl2 implements ChainsawBuilder{

    private Chainsaws chainsaws;

    public ChainsawBuilderImpl2() {
        chainsaws = new Chainsaws();
    }


    @Override
    public void battery() {
        chainsaws.setBattery("环保大容量锂电池");
    }

    @Override
    public void motor() {
        chainsaws.setMotor("动力强耐高温散热好的纯铜电机");
    }

    @Override
    public void reductionGearbox() {
        chainsaws.setReductionGearbox("减震变频高功率变速箱");
    }

    @Override
    public void hood() {
        chainsaws.setHood("加厚加固耐磨抗打击防护罩");
    }

    @Override
    public void handle() {
        chainsaws.setHandle("人体工体学包胶手柄");
    }

    @Override
    public void switches() {
        chainsaws.setSwitches("调速防误触智能开关");
    }

    @Override
    public void plug() {
        chainsaws.setPlug("环保防触电插头");
    }

    @Override
    public void circularSaw() {
        chainsaws.setCircularSaw("高硬度锯片");
    }

    @Override
    public Chainsaws getChainsaws() {
        return chainsaws;
    }
}

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同样的过了几天，光头强打电话给五金店老板。

HardwareStoreBoss hardwareStoreBoss = new HardwareStoreBoss();
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五金店老板跟光头强说你等会儿，我先去问问链锯（这时候是：新链锯）做好了没，于是：

Chainsaws chainsaws = hardwareStoreBoss.notify(new ChainsawBuilderImpl2());
        System.out.println(chainsaws.toString());
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这时候打印结果是：

Chainsaws{
 battery='环保大容量锂电池', motor='动力强耐高温散热好的纯铜电机', reductionGearbox='减震变频高功率变速箱', hood='加厚加固耐磨抗打击防护罩', handle='人体工体学包胶手柄', switches='调速防误触智能开关', plug='环保防触电插头', circularSaw='高硬度锯片'链锯已经做好了
}
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于是光头强就去拿到新链锯愉快的砍树去了。

（二）UML图解如下：

四、减少指挥者角色（光头强联系厂家定制）

（一）各个类的介绍：

光头强发现一个链锯不够用了，还想再买一个，但是每次通过五金店老板去询问太麻烦了，于是通过网上官网查询，找到了生产厂家的售后电话，直接联系他们，又重新定制了一个链锯。

厂家看光头强已经是第三次购买，算是VIP用户了，特意为他开了一个后门，车间有同意协调（链锯建造者类）专门管理。

/**
 * 链锯建筑者
 */
public interface ChainsawBuilder {

    // 蓄电池
    ChainsawBuilder battery(String name);
    // 电动机
    ChainsawBuilder motor(String name);
    // 减速箱
    ChainsawBuilder reductionGearbox(String name);
    // 防护罩
    ChainsawBuilder hood(String name);
    // 手柄
    ChainsawBuilder handle(String name);
    // 开关
    ChainsawBuilder switches(String name);
    // 插头
    ChainsawBuilder plug(String name);
    // 圆锯片
    ChainsawBuilder circularSaw(String name);

    // 获取链锯（产品）的实例
    Chainsaws getChainsaws();

}
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这样一来，可以快速由专人负责找到对应的零件。

具体的生产建筑者这边也没闲着，也跟着做了改变，之前是规矩写死的，我这里有什么，客户才能定制什么（方法传入的String类型的参数），现在是可互需要的是什么，我这边就负责生产什么样的。具体如下：

/**
 * 链锯建筑者（具体建筑者）
 */
public class ChainsawBuilderImpl2 implements ChainsawBuilder {

    private Chainsaws chainsaws;

    public ChainsawBuilderImpl2() {
        chainsaws = new Chainsaws();
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder battery(String name) {
        chainsaws.setBattery(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder motor(String name) {
        chainsaws.setMotor(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder reductionGearbox(String name) {
        chainsaws.setReductionGearbox(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder hood(String name) {
        chainsaws.setHood(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder handle(String name) {
        chainsaws.setHandle(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder switches(String name) {
        chainsaws.setSwitches(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder plug(String name) {
        chainsaws.setPlug(name);
        return this;
    }

    @Override
    public ChainsawBuilder circularSaw(String name) {
        chainsaws.setCircularSaw(name);
        return this;
    }

    @Override
    public Chainsaws getChainsaws() {
        return chainsaws;
    }
}

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光头强这时候想问厂家做好了没,告诉厂家自己要做的零部件的类型，厂家就一次性安排生产了：

ChainsawBuilderImpl2 chainsawBuilderImpl2 = new ChainsawBuilderImpl2();
Chainsaws chainsaws = chainsawBuilderImpl2.battery("环保大容量锂电池")
                .motor("动力强耐高温散热好的纯铜电机")
                .reductionGearbox("减震变频高功率变速箱")
                .hood("加厚加固耐磨抗打击防护罩")
                .handle("人体工体学包胶手柄")
                .switches("调速防误触智能开关")
                .plug("环保防触电插头")
                .circularSaw("高硬度锯片")
                .getChainsaws();
复制代码

这时候打印结果还是一样的：

Chainsaws{
 battery='环保大容量锂电池', motor='动力强耐高温散热好的纯铜电机', reductionGearbox='减震变频高功率变速箱', hood='加厚加固耐磨抗打击防护罩', handle='人体工体学包胶手柄', switches='调速防误触智能开关', plug='环保防触电插头', circularSaw='高硬度锯片'链锯已经做好了
}
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原文 https://juejin.im/post/5d5e22b7e51d456212049187

正文到此结束