一、引子

　　前幾天陪朋友去裝機店攢了一臺電腦，看著裝機工在那里熟練的裝配著機器，不禁想起來了培訓時講到的建造模式。作為裝機工，他們不用管你用的CPU是Intel還是AMD，也不管你的顯卡是2000千大元還是白送的，都能�蠑佸除二的装配哉淈S稹�—一台PC就誕生了！當然對于客戶來說，你也不知道太多關于PC組裝的細節(jié)。這和建造模式是多么的相像�。�

　　今天就來探討一下建造模式

　　二、定義與結(jié)構(gòu)

　　GOF給建造模式的定義為：將一個復雜對象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示�？梢詫⒔ㄔ炷Ｊ降木�髓概括為：將構(gòu)造復雜對象的過程和對象的部件解耦。這是對降低耦合、提高可復用性精神的一種貫徹。其實這種精神貫徹在GOF幾乎所有的設計模式中。

　　是不是和上面提到的裝機流程相像？

　　這個很多人認為同抽象工廠模式相似的建造模式用在什么樣的設計環(huán)境下呢（對于兩者的比較稍候討論）？我認為可以總結(jié)為以下環(huán)境：當要生成的產(chǎn)品有復雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由多個對象組成；系統(tǒng)將來可能要改變產(chǎn)品對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的構(gòu)成或者實現(xiàn)方式，比如說產(chǎn)品的一些屬性現(xiàn)在是從數(shù)據(jù)庫中得到的，而將來可能從XML中解析得到；而且不能將產(chǎn)品的內(nèi)部構(gòu)造完全暴露給客戶程序，一是為了可用性，二是為了安全等因素。滿足上面的設計環(huán)境就可以考慮使用建造模式來搭建框架了。 來看看建造模式的組成吧。

　　抽象建造者角色：這個角色用來規(guī)范產(chǎn)品對象的各個組成成分的建造。一般而言，此角色獨立于應用程序的商業(yè)邏輯。

　　具體建造者角色：擔任這個角色的是于應用程序緊密相關的類，它們在指導者的調(diào)用下創(chuàng)建產(chǎn)品實例。這個角色在實現(xiàn)抽象建造者角色提供的方法的前提下，達到完成產(chǎn)品組裝，提供成品的功能。

　　指導者角色：調(diào)用具體建造者角色以創(chuàng)建產(chǎn)品對象。指導者并沒有產(chǎn)品類的具體知識，真正擁有產(chǎn)品類的具體知識的是具體建造者對象。 產(chǎn)品角色：建造中的復雜對象。它要包含那些定義組件的類，包括將這些組件裝配成產(chǎn)品的接口。

　　首先客戶程序創(chuàng)建一個指導者對象，一個建造者角色，并將建造者角色傳入指導者對象進行配置。然后，指導者按照步驟調(diào)用建造者的方法創(chuàng)建產(chǎn)品。最后客戶程序從建造者或者指導者那里得到產(chǎn)品。

　　從建造模式的工作流程來看，建造模式將產(chǎn)品的組裝“外部化”到了建造者角色中來。這是和任何正規(guī)的工廠模式不一樣的——產(chǎn)品的創(chuàng)建是在產(chǎn)品類中完成的。

　　三、實現(xiàn)

　　實在找不到太好的例子，我認為《java與模式》中發(fā)郵件的例子還算可以。這里我將《Think in Patterns with Java》中的例子放到這里權且充個門面。媒體可以存在不同的表達形式，比如書籍、雜志和網(wǎng)絡。這個例子表示不同形式的媒體構(gòu)造的步驟是相似的，所以可以被提取到指導者角色中去。

　　import java.util.*;
　　import junit.framework.*;

　　//不同的媒體形式:

　　class Media extends ArrayList {}
　　class Book extends Media {}
　　class Magazine extends Media {}
　　class WebSite extends Media {}

　　// 進而不含不同的媒體組成元素:

　　class MediaItem {
　　private String s;
　　public MediaItem(String s) { this.s = s; }
　　public String toString() { return s; }
　　}

　　class Chapter extends MediaItem {
　　public Chapter(String s) { super(s); }
　　}

　　class Article extends MediaItem {
　　public Article(String s) { super(s); }
　　}

　　class WebItem extends MediaItem {
　　public WebItem(String s) { super(s); }
　　}

　　// 抽象建造者角色，它規(guī)范了所有媒體建造的步驟:

　　class MediaBuilder {
　　public void buildBase() {}
　　public void addMediaItem(MediaItem item) {}
　　public Media getFinishedMedia() { return null; }
　　}

　　//具體建造者角色

　　class BookBuilder extends MediaBuilder {
　　private Book b;
　　public void buildBase() {
　　System.out.println("Building book framework");
　　b = new Book();
　　}

　　public void addMediaItem(MediaItem chapter) {
　　System.out.println("Adding chapter " + chapter);
　　b.add(chapter);
　　}
　　public Media getFinishedMedia() { return b; }
　　}

　　class MagazineBuilder extends MediaBuilder {
　　private Magazine m;
　　public void buildBase() {
　　System.out.println("Building magazine framework");
　　m = new Magazine();
　　}

　　public void addMediaItem(MediaItem article) {
　　System.out.println("Adding article " + article);
　　m.add(article);
　　}
　　public Media getFinishedMedia() { return m; }
　　}

　　class WebSiteBuilder extends MediaBuilder {
　　private WebSite w;
　　public void buildBase() {
　　System.out.println("Building web site framework");
　　w = new WebSite();
　　}

　　public void addMediaItem(MediaItem webItem) {
　　System.out.println("Adding web item " + webItem);
　　w.add(webItem);
　　}

　　public Media getFinishedMedia() { return w; }
　　}

　　//指導者角色，也叫上下文
　　class MediaDirector {
　　private MediaBuilder mb;
　　public MediaDirector(MediaBuilder mb) {
　　this.mb = mb; //具有策略模式相似特征的
　　}

　　public Media produceMedia(List input) {
　　mb.buildBase();
　　for(Iterator it = input.iterator(); it.hasNext();)
　　　mb.addMediaItem((MediaItem)it.next());
　　　return mb.getFinishedMedia();
　　}
　　};

　　//測試程序——客戶程序角色

　　public class BuildMedia extends TestCase {
　　private List input = Arrays.asList(new MediaItem[] {
　　new MediaItem("item1"), new MediaItem("item2"),
　　new MediaItem("item3"), new MediaItem("item4"),
　　});

　　public void testBook() {
　　MediaDirector buildBook = new MediaDirector(new BookBuilder());
　　Media book = buildBook.produceMedia(input);
　　String result = "book: " + book;
　　System.out.println(result);
　　assertEquals(result, "book: [item1, item2, item3, item4]");
　　}

　　public void testMagazine() {
　　MediaDirector buildMagazine = new MediaDirector(new MagazineBuilder());
　　Media magazine = buildMagazine.produceMedia(input);
　　String result = "magazine: " + magazine;
　　System.out.println(result);
　　assertEquals(result, "magazine: [item1, item2, item3, item4]");
　　}

　　public void testWebSite(){
　　MediaDirector buildWebSite = new MediaDirector(new WebSiteBuilder());
　　Media webSite = buildWebSite.produceMedia(input);
　　String result = "web site: " + webSite;
　　System.out.println(result);
　　assertEquals(result, "web site: [item1, item2, item3, item4]");
　　}

　　public static void main(String[] args) {
　　junit.textui.TestRunner.run(BuildMedia.class);
　　}

　　}

　　在實現(xiàn)的時候，抽象建造角色提供的接口必須足夠普遍，以適應不同的具體建造角色。對于一個建造角色來說可能某個步驟是不需要的，可以將此接口實現(xiàn)為空。多個產(chǎn)品之間可能沒有太多的共同點，可以提供一個標示接口作為抽象產(chǎn)品角色；也可以不提供抽象產(chǎn)品角色，這時要將提供產(chǎn)品的接口從抽象建造角色里面去掉，不然就會編譯出問題。

　　四、應用優(yōu)點

　　建造模式可以使得產(chǎn)品內(nèi)部的表象獨立變化。在原來的工廠方法模式中，產(chǎn)品內(nèi)部的表象是由產(chǎn)品自身來決定的；而在建造模式中則是“外部化”為由建造者來負責。這樣定義一個新的具體建造者角色就可以改變產(chǎn)品的內(nèi)部表象，符合“開閉原則”。

　　建造模式使得客戶不需要知道太多產(chǎn)品內(nèi)部的細節(jié)。它將復雜對象的組建和表示方式封裝在一個具體的建造角色中，而且由指導者來協(xié)調(diào)建造者角色來得到具體的產(chǎn)品實例。

　　每一個具體建造者角色是毫無關系的。

　　建造模式可以對復雜產(chǎn)品的創(chuàng)建進行更加精細的控制。產(chǎn)品的組成是由指導者角色調(diào)用具體建造者角色來逐步完成的，所以比起其它創(chuàng)建型模式能更好的反映產(chǎn)品的構(gòu)造過程。

　　五、擴展

　　建造模式中很可能要用到組成成品的各種組件類，對于這些類的創(chuàng)建可以考慮使用工廠方法或者原型模式來實現(xiàn)，在必要的時候也可以加上單例模式來控制類實例的產(chǎn)生。但是要堅持一個大前提就是要使引入的模式給你的系統(tǒng)帶來好處，而不是臃腫的結(jié)構(gòu)。 建造模式在得到復雜產(chǎn)品的時候可能要引用多個不同的組件，在這一點上來看，建造模式和抽象工廠模式是相似的�？梢詮囊韵聝牲c來區(qū)分兩者：創(chuàng)建模式著重于逐步將組件裝配成一個成品并向外提供成品，而抽象工廠模式著重于得到產(chǎn)品族中相關的多個產(chǎn)品對象；抽象工廠模式的應用是受限于產(chǎn)品族的（具體參見《深入淺出工廠模式》），建造模式則不會。

　　由于建造模式和抽象工廠模式在實現(xiàn)功能上相似，所以兩者使用的環(huán)境都比較復雜并且需要更多的靈活性。 建造模式中可能要使用到不同“大小”的組件類，因此這時也經(jīng)常和合成模式在一起使用。