30.1 工廠方法模式VS建造者模式 工廠方法模式注重的是整體對象的創建方法，而建造者模式注重的是部件構建的過程，旨在通過一步一步地精確構造創建出一個復雜的對象。我們舉個簡單例子來說明兩者的差異，如要制造一個超人，如果使用工廠方法模式，直接產生出來的就是一個力大無窮、能夠飛翔、內褲外穿的超人；而如果使用建造者模式，則需要組裝手、頭、腳、軀干等部分，然后再把內褲外穿，于是一個超人就誕生了。純粹使用文字來描述比較枯燥，我們還是通過程序來更加清晰地認識兩者的差別。 30.1.1 按工廠方法建造超人 首先，按照工廠方法模式創建出一個超人，類圖如圖30-1所示。  圖30-1 按工廠方法建造超人 類圖中我們按照年齡段把超人分為兩種類型：成年超人（如克拉克、超能先生）和未成年超人（如Dash、Jack）。這是一個非常正宗的工廠方法模式，定義一個產品的接口，然后再定義兩個實現，通過超人制造工廠制造超人。想想看我們對超人最大印象是什么？當然是他的超能力，我們以specialTalent（特殊天賦）方法來代表，先看抽象產品類，如代碼清單30-1所示。 代碼清單30-1 超人接口 public?interface?ISuperMan?{ ?????//每個超人都有特殊技能 ?????public?void?specialTalent(); } 產品的接口定義好了，我們再來看具體的產品。先看成年超人，很簡單，如代碼清單30-2所示。 代碼清單30-2 成年超人 public?class?AdultSuperMan?implements?ISuperMan?{ ?????//超能先生 ?????public?void?specialTalent()?{ ?????????????System.out.println("超人力大無窮"); ?????} } 未成年超人的代碼如代碼清單30-3所示。 代碼清單30-3 未成年超人 public?class?ChildSuperMan?implements?ISuperMan?{ ?????//超能先生的三個孩子 ?????public?void?specialTalent()?{ ?????????????System.out.println("小超人的能力是刀槍不入、快速運動"); ?????} } 產品都具備，那我們編寫一個工廠類，其意圖就是生產超人，具體是成年超人還是未成年超人，則由客戶端決定，如代碼清單30-4所示。 代碼清單30-4 超人制造工廠 public?class?SuperManFactory?{ ?????//定義一個生產超人的工廠 ?????public?static?ISuperMan?createSuperMan(String?type){ ?????????????//根據輸入參數產生不同的超人 ?????????????if(type.equalsIgnoreCase("adult")){ ?????????????????????//生產成人超人 ?????????????????????return?new?AdultSuperMan(); ?????????????}else?if(type.equalsIgnoreCase("child")){ ?????????????????????//生產未成年超人 ?????????????????????return?new?ChildSuperMan(); ?????????????}else{ ?????????????????????return?null; ?????????????} ?????} } 產品有了，工廠類也有了，剩下的工作就是開始生產超人。這也非常簡單，如代碼清單30-5所示。 代碼清單30-5 場景類 public?class?Client?{ ?????//模擬生產超人 ?????public?static?void?main(String[]?args)?{ ?????????????//生產一個成年超人 ?????????????ISuperMan?adultSuperMan?=?SuperManFactory.createSuperMan("adult"); ?????????????//展示一下超人的技能 ?????????????adultSuperMan.specialTalent(); ?????} } 建立了一個超人生產工廠，年復一年地生產超人，對于具體生產出的產品，不管是成年超人還是未成年超人，都是一個模樣：深藍色緊身衣、胸前S標記、內褲外穿，沒有特殊的地方。但是我們的目的達到了——生產出超人，拯救全人類，這就是我們的意圖。具體怎么生產、怎么組裝，這不是工廠方法模式要考慮的，也就是說，工廠模式關注的是一個產品整體，生產出的產品應該具有相似的功能和架構。 注意　通過工廠方法模式生產出對象，然后由客戶端進行對象的其他操作，但是并不代表所有生產出的對象都必須具有相同的狀態和行為，它是由產品所決定。 30.1.2 按建造者模式建造超人 我們再來看看建造者模式是如何生產超人的,如圖30-2所示。  圖30-2 按建造者模式生產超人 又是一個典型的建造者模式！哎，不對呀！通用模式上抽象建造者與產品類沒有關系呀！是的，我們當然可以加強了，我們在抽象建造者上使用了模板方法模式，每一個建造者都必須返回一個產品，但是產品是如何制造的，則由各個建造者自己負責。我們來看看程序，先看產品類，如代碼清單30-6所示。 代碼清單30-6 超人產品 public?class?SuperMan?{ ?????//超人的軀體 ?????private?String?body; ?????//超人的特殊技能 ?????private?String?specialTalent; ?????//超人的標志 ?????private?String?specialSymbol; ?????public?String?getBody()?{ ?????????????return?body; ?????} ?????public?void?setBody(String?body)?{ ?????????????this.body?=?body; ?????} ?????public?String?getSpecialTalent()?{ ?????????????return?specialTalent; ?????} ?????public?void?setSpecialTalent(String?specialTalent)?{ ?????????????this.specialTalent?=?specialTalent; ?????} ?????public?String?getSpecialSymbol()?{ ?????????????return?specialSymbol; ?????} ?????public?void?setSpecialSymbol(String?specialSymbol)?{ ?????????????this.specialSymbol?=?specialSymbol; ?????} } 超人這個產品是由三部分組成：軀體、特殊技能、身份標記，這就類似于電子產品，首先生產出一個固件，然后再安裝一個靈魂（軟件驅動），最后再打上產品標簽。完事了！一個嶄新的產品就誕生了！我們的超人也是這樣生產的，先生產一個普通的軀體，然后注入特殊技能，最后打上S標簽，一個超人生產完畢。我們再來看一下建造者的抽象定義，如代碼清單30-7所示。 代碼清單30-7 抽象建造者 public?abstract?class?Builder?{ ?????//定義一個超人的應用 ?????protected?final?SuperMan?superMan?=?new?SuperMan(); ?????//構建出超人的軀體 ?????public?void?setBody(String?body){ ?????????????this.superMan.setBody(body); ?????} ?????//構建出超人的特殊技能 ?????public?void?setSpecialTalent(String?st){ ?????????????this.superMan.setSpecialTalent(st); ?????} ?????//構建出超人的特殊標記 ?????public?void?setSpecialSymbol(String?ss){ ?????????????this.superMan.setSpecialSymbol(ss); ?????} ?????//構建出一個完整的超人 ?????public?abstract?SuperMan?getSuperMan(); } 一個典型的模板方法模式，超人的各個部件（軀體、靈魂、標志）都準備好了，具體怎么組裝則是由實現類來決定。我們先來看成年超人，如代碼清單30-8所示。 代碼清單30-8 成年超人建造者 public?class?AdultSuperManBuilder?extends?Builder?{ ?????@Override ?????public?SuperMan?getSuperMan()?{ ?????????????super.setBody("強壯的軀體"); ?????????????super.setSpecialTalent("會飛行"); ?????????????super.setSpecialSymbol("胸前帶S標記"); ?????????????return?super.superMan; ?????} } 怎么回事？在第11章中講解建造者模式的時候在產品中使用了模板方法模式，在這里怎么把模板方法模式遷移到建造者了？怎么會這樣？你是不是在發出這樣的疑問？別疑問了！設計模式只是提供了一個解決問題的意圖：復雜對象的構建與它的表示分離，而沒有具體定出一個設計模式必須是這樣的實現，必須是這樣的代碼，靈活運用模式才是其根本，別學死板了。 我們繼續看未成年超人的建造者，如代碼清單30-9所示。 代碼清單30-9 未成年超人建造者 public?class?ChildSuperManBuilder?extends?Builder?{ ?????@Override ?????public?SuperMan?getSuperMan()?{ ?????????????super.setBody("強壯的軀體"); ?????????????super.setSpecialTalent("刀槍不入"); ?????????????super.setSpecialSymbol("胸前帶小S標記"); ?????????????return?super.superMan; ?????} } 大家注意看我們這兩個具體的建造者，它們都關注了產品的各個部分，在某些應用場景下甚至會關心產品的構建順序，即使是相同的部件，裝配順序不同，產生的結果也不同，這也正是建造者模式的意圖：通過不同的部件、不同裝配產生不同的復雜對象。我們再來看導演類，如代碼清單30-10所示。 代碼清單30-10 導演類 public?class?Director?{ ?????//兩個建造者的應用 ?????private?static?Builder??adultBuilder?=?new?AdultSuperManBuilder(); ?????//未成年超人的建造者 ?????private?static?Builder?childBuilder?=?new?ChildSuperManBuilder(); ?????//建造一個成年、會飛行的超人 ?????public?static?SuperMan?getAdultSuperMan(){ ?????????????return?adultBuilder.getSuperMan(); ?????} ?????//建造一個未成年、刀槍不入的超人 ?????public?static?SuperMan?getChildSuperMan(){ ?????????????return?childBuilder.getSuperMan(); ?????} } 這很簡單，不多說了！看看場景類是如何調用的，如代碼清單30-11所示。 代碼清單30-11 場景類 public?class?Client?{ ?????public?static?void?main(String[]?args)?{ ?????????????//建造一個成年超人 ?????????????SuperMan?adultSuperMan?=?Director.getAdultSuperMan(); ?????????????//展示一下超人的信息 ?????????????adultSuperMan.getSpecialTalent(); ?????} } 這個場景類的寫法與工廠方法模式是相同的，但是你可以看到，在建立超人的過程中，建造者必須關注超人的各個部件，而工廠方法模式則只關注超人的整體，這就是兩者的區別。 30.1.3 最佳實踐 工廠方法模式和建造者模式都屬于對象創建類模式，都用來創建類的對象。但它們之間的區別還是比較明顯的。 ● 意圖不同 在工廠方法模式里，我們關注的是一個產品整體，如超人整體，無須關心產品的各部分是如何創建出來的；但在建造者模式中，一個具體產品的產生是依賴各個部件的產生以及裝配順序，它關注的是“由零件一步一步地組裝出產品對象”。簡單地說，工廠模式是一個對象創建的粗線條應用，建造者模式則是通過細線條勾勒出一個復雜對象，關注的是產品組成部分的創建過程。 ● 產品的復雜度不同 工廠方法模式創建的產品一般都是單一性質產品，如成年超人，都是一個模樣，而建造者模式創建的則是一個復合產品，它由各個部件復合而成，部件不同產品對象當然不同。這不是說工廠方法模式創建的對象簡單，而是指它們的粒度大小不同。一般來說，工廠方法模式的對象粒度比較粗，建造者模式的產品對象粒度比較細。 兩者的區別有了，那在具體的應用中，我們該如何選擇呢？是用工廠方法模式來創建對象，還是用建造者模式來創建對象，這完全取決于我們在做系統設計時的意圖，如果需要詳細關注一個產品部件的生產、安裝步驟，則選擇建造者，否則選擇工廠方法模式。