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建造者模式Builder Pattern

ds 2025/7/4 2:53:25

模式定义

将一个复杂对象的构建与它的表示分离，一步一步创建一个复杂的对象，使得同样的构建过程可以创建不同的表示

对象创建型模式

模式结构

Builder：抽象建造者
ConcreteBuilder：具体建造者
- 只负责实现产品的每个部分的建造，而不关心这些部分以何种方式组成最终产品
Director：指挥者
- 隔离了客户与生产过程
- 负责控制产品的生成过程
- 针对抽象建造者编程
- 客户端通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象
Product：产品角色

例如，产品角色类定义如下

public class Product {private Object partA;private Object partB;private Object partC;// ignore Getter and Setter of partA// ignore Getter and Setter of partB// ignore Getter and Setter of partC
}

抽象建造者类代码

public abstract class Builder {protected Product product = new Product();public abstract void buildPartA();public abstract void buildPartB();public abstract void buildPartC();public Product getResult() {return product;}
}

指挥者类的代码

public class Director {private Builder builder;public Director(Builder builder) {this.builder = builder;}public void setBuilder(Builder builder) {this.builder = builer;}public Product construct() {builder.buildPartA();builder.buildPartB();builder.buildPartC();return builder.getResult();}}

客户端类调用组装过程代码

Builder builder = new ConcreteBuilder();
Director director = new Director(builder);
Product product = director.construct();

简化建造者模式

省略抽象建造者角色
- 如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者
省略指挥者角色
- 在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略掉，那么还可以省略指挥者角色，让Builder角色扮演指挥者与建造者双重角色

换言之，如果系统中只需要一个具体建造者的话，Builder可以同时承担ConcreteBuilder、Builder、Director的所有职责

实例

实例：KFC套餐
建造者模式可以用于描述KFC如何创建套餐：套餐是一个复杂对象，它一般包含主食（如汉堡、鸡肉卷等）和饮料（如果汁、可乐等）等组成部分，不同的套餐有不同的组成部分，而KFC的服务员可以根据顾客的要求，一步一步装配这些组成部分，构造一份完整的套餐，然后返回给顾客。

模式分析

优点
- 客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象
- 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者
  - 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象
- 可以更加精细地控制产品的创建过程
- 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便
  - 符合开闭原则
缺点
- 如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，其使用范围受到一定的限制
- 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大