摘要：
说到Builder设计模式，相信很多人已经相当熟悉了，很自然地联想到AlertDialog，一个使用了Builder设计模式并经常使用到的类。这篇文章将从怎么从Builder设计模式的定义，Builder设计模式的运用和Builder设计模式的优点三方面，再一次深入理解该设计模式的使用，然后封装一个WatchView的例子，如下图，希望大家同样有所收获。
一、Builder设计模式的定义
在讲解定义之前，先来看一下AlertDialog的简单使用过程，代码如下：
AlertDialog mDialog = null;
Builder mBuilder = new AlertDialog.Builder(this);
mBuilder.setIcon(R.drawable.ic_launcher);
mBuilder.setTitle("系统提示");
mBuilder.setMessage("你确定要退出吗？");
mDialog = mBuilder.create();//创建AlertDialog对象
mDialog.show();//显示创建的AlertDialog
Builder设计模式同时也叫建造者设计模式，目标对象通过一个Build类，一步一步实现构建的过程，每一步独立地执行，通过组件的装配完成目标对象的创建。
简单地说，Builder设计模式的定义，可以理解成：通过组件的装配一步一步完成目的对象的构建过程。
二、Builder设计模式的运用
可以简单地理解成Builder设计模式的运用，就是封装一个用法类似于AlertDialog类的过程，该过程隐藏了类的内部实现细节，程序员只需要按照AlertDialog固定的方式去使用Builder设计模式封装的类即可。
为了能够更好理解Builder设计模式的运用，先看一个简单的例子：
WatchView.Builder builder=new WatchView.Builder(this);
WatchView watchView=builder.create();
运行效果图：
将上面的代码稍微修改一下：
WatchView.Builder builder=new WatchView.Builder(this);
builder.setRadius(300f)
.setMinuteColor(Color.BLUE)
.setSecondColor(Color.RED)
.setHourColor(0xff999999);
WatchView watchView=builder.create();
运行效果图：
你会发现，WatchView是一个使用Builder设计模式封装的类，该类的用法和AlertDialog一致，在使用的过程设置想要的属性，最终会构建出不一样的目的对象。因为每一步但是独立执行，所以可以设置对应属性或不设置，将不会影响目的对象的构建，这样的设计模式降低程序员的学习成本，简单好用。
然后，再来看一下WatchView.Builder内部类的源码：
public Builder(Context context) {
this.context = context;
}
/**
*设置电子表的半径大小，默认占满当前屏幕
*/
public Builder setRadius(float radius) {
this.radius = radius;
return this;
}
/**
*设置电子表的时针颜色，默认黑色
*/
public Builder setHourColor(int hourColor) {
this.hourColor = hourColor;
return this;
}
/**
*设置电子表的分针颜色，默认黑色
*/
public Builder setMinuteColor(int minuteColor) {
this.minuteColor = minuteColor;
return this;
}
/**
*设置电子表的秒钟颜色，默认红色
*/
public Builder setSecondColor(int secondColor) {
this.secondColor = secondColor;
return this;
}
...
分析WatchView.Builder的每一个setXXX()方法，发现统一返回当前对象，通过当前对象去调用另一个setXXX()方法，然后继续调用，这也是为什么使用Builder设计模式的例子，可以支持链式调用，这样子的例子还包括：AlertDialog，ImageLoaderConfig，ActionSheetDialog等。
再来看一下Builder.create()方法的源码：
public WatchView create() {
final WatchView watchView = new WatchView(context);
/**
* 设置大小
*/
watchView.mRadius = radius;
watchView.mPadding = padding;
watchView.mTextSize = textSize;
watchView.mHourWidth = hourWidth;
watchView.mMinuteWidth = minuteWidth;
watchView.mSecondWidth = secondWidth;
/**
* 设置颜色值
*/
watchView.mHourColor = hourColor;
watchView.mMinuteColor = minuteColor;
watchView.mSecondColor = secondColor;
watchView.mLongScaleColor = longScaleColor;
watchView.mShortScaleColor = shortScaleColor;
watchView.mBackgroundColor = backgroundColor;
watchView.mBackgroundExternalColor = backgroundExternalColor;
return watchView;
}
可以看到Builder.create()创建了首先创建一个目的对象，然后给目的对象的每一个属性赋值，最后返回目的对象，完成整个构建过程。到此，我们对Builder设计模式的思路大体清晰了，在使用该模式之前你需要考虑三个条件：
- 条件一：目的对象是否需要构建多种运行效果？
- 条件二：组成目标对象的每一个元素或组件是否相互独立？
- 条件三：初始化一个目的对象是否特别复杂，如参考多，且很多参数都有默认值
如果满足上述三个条件，你可以考虑使用Builder设计模式。
2.1经典的Builder设计模式
其实，在上面的示例中，我们省略了Builder的抽象过程，而直接使用具体类，经典Builder设计模式的案例中，又该是怎么写的呢？为此，TeachCourse将针对上述示例进行改写，使其更加灵活，符合面向对象程序设计的开闭原则（Open Close Principle），改写代码后的UML类图如下：
将原来的WatchView和Builder提取为抽象类，WatchViewImpl和BuilderImpl分别为对应的实现类，依赖抽象，方便扩展，改写后的代码如下：
public abstract class Builder {
public abstract Builder setRadius(float radius) ;
public abstract void setBackgroundExterColor(int backgroundExterColor) ;
public abstract Builder setTextSize(float textSize) ;
public abstract Builder setHourWidth(float hourWidth) ;
public abstract Builder setMinuteWidth(float minuteWidth) ;
public abstract Builder setSecondWidth(float secondWidth) ;
public abstract Builder setLongScaleColor(int longScaleColor) ;
public abstract Builder setShortScaleColor(int shortScaleColor) ;
public abstract Builder setHourColor(int hourColor) ;
public abstract Builder setMinuteColor(int minuteColor) ;
public abstract Builder setSecondColor(int secondColor) ;
public abstract Builder setBackgroundColor(int backgroundColor) ;
public abstract Builder setPadding(float padding) ;
public abstract WatchView create() ;
}
BuilderImpl具体实现保持不变，将调用代码的逻辑修改如下：
Builder builder=new WatchView.BuilderImpl(this);
builder.setRadius(300f).setMinuteColor(Color.BLUE).setSecondColor(Color.RED).setHourColor(0xff999999);
WatchView watchView=builder.create();
即使项目升级或更新，也不用担心，我们只需要重写具体实现类即可，下面为BuilderImple具体实现：
public class BuilderImpl {
public BuilderImpl(Context context) {
this.context = context;
}
/**
*设置电子表的半径大小，默认占满当前屏幕
*/
public Builder setRadius(float radius) {
this.radius = radius;
return this;
}
/**
*设置电子表的时针颜色，默认黑色
*/
public Builder setHourColor(int hourColor) {
this.hourColor = hourColor;
return this;
}
/**
*设置电子表的分针颜色，默认黑色
*/
public Builder setMinuteColor(int minuteColor) {
this.minuteColor = minuteColor;
return this;
}
/**
*设置电子表的秒钟颜色，默认红色
*/
public Builder setSecondColor(int secondColor) {
this.secondColor = secondColor;
return this;
}
...
}
抽象类WatchView代码如下：
public abstract class WatchView extends View {
public WatchView(Context context) {
super(context);
}
public WatchView(Context context, @Nullable AttributeSet attrs) {
super(context, attrs);
}
public abstract void paint(Canvas canvas);
}
具体类WatchViewImpl只需要重写paint()方法即可绘制电子表样式，代码如下：
public class WatchViewImpl extends WatchView {
...
/**
* 开始绘制钟表
* @param canvas
*/
public void paint(Canvas canvas) {
//移动画布中心点到当前View中心
canvas.translate(getWidth() / 2, getHeight() / 2);
//绘制外圆背景颜色
paintExternalCircle(canvas);
//绘制内圆背景颜色
paintCircle(canvas);
//绘制刻度
paintScale(canvas);
//绘制指针
paintPointer(canvas);
}
...
可能，你需要在电子表上添加新的功能，比如：添加图片背景，也只需要在重写paint()方法时，增加一个paintBg()的方法，而不用改动项目额外的代码。
到此，TeachCourse已经将经典的Builder设计模式讲解完，如果你还是觉得很难理解，那跟着TeachCourse再来捋一下思路吧。
- 目标对象分为抽象目标对象和具体目标对象，所有使用目标对象的地方，统一依赖抽象目标对象
- Builder同样分为抽象Builder和具体Builder，所有使用Builder的地方，统一依赖抽象Builder
三、Builder设计模式的优点
从AlertDialog和WatchView的使用过程，你会发现Builder设计模式的优点：1、结构清晰，2、用法简单，3、方便扩展。
- 结构清晰，Builder设计模式结构基本固定，一个目标对象，一个Builder对象
- 用法简单，链式调用Builder提供的方法，自由组合多种组件，构建出多种不一样的目标产品
- 方便扩展，面向抽象或接口的设计原则，方便功能的扩展、更新、升级
PS：
- 如果您对UML类图相关符号还是不太熟悉，建议阅读《Android开发之UML类图简介》
- 如果你不明白什么是面向抽象编程，建议阅读《面向抽象的编程思想》
- 如果您不熟悉接口的定义和使用意义，建议阅读《深入理解接口的定义和意义》
WatchView源码路径：view/WatchView.java
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