掌握设计模式：深入理解建造者模式

coderidea

发布于 2023-11-21 14:11:26

2040

发布于 2023-11-21 14:11:26

文章被收录于专栏：coderideacoderidea

设计模式是面向对象编程中的重要概念，它提供了一种解决常见问题的通用方法。在本文中，我们将深入探讨建造者模式，探讨它的定义、应用场景以及如何使用示例代码实现。

什么是建造者模式？

建造者模式是一种创建型设计模式，它用于构建一个复杂对象的创建过程，将其分解为多个简单对象的构建步骤。这种模式允许客户端代码构建对象，同时隐藏了对象的内部构建细节。

建造者模式包括以下主要角色：

Director（导演）：负责调用建造者的方法来构建对象，但不关心对象的具体构建步骤。
Builder（建造者）：定义了构建一个复杂对象所需的各个部分的接口，包括创建和组装这些部分的方法。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现了建造者接口，负责具体对象部分的构建和组装，并提供一个获取构建对象的方法。
Product（产品）：表示最终构建的复杂对象，包含了各个部分的属性和方法。

建造者模式的应用场景

建造者模式适用于以下情况：

当一个对象的构建过程相对复杂，包括多个步骤和组件。
当需要创建不同类型或变种的对象，但使用相同的构建步骤。
当需要隔离一个对象的构建过程和表示。
当客户端代码需要构建不同表示的对象。

示例：创建电脑对象

让我们通过一个示例来理解建造者模式的应用。假设我们要创建一个电脑对象，这个电脑有各种不同的部件，如 CPU、内存、硬盘、显示器等。我们将使用建造者模式来构建这个电脑对象。

首先，我们定义电脑对象 Computer，它包含各个部件的属性：

public class Computer {
 
 private String cpu;
 
 private String memory;
 
 private String hardDisk;
 
 private String monitor;
 

 
 // 构造方法
 
 public Computer(String cpu, String memory, String hardDisk, String monitor) {
 
 this.cpu = cpu;
 
 this.memory = memory;
 
 this.hardDisk = hardDisk;
 
 this.monitor = monitor;
 
 }
 

 
 // 其他方法、属性访问器...
 
}

然后，我们定义建造者接口 ComputerBuilder，包括设置各个部件的方法：

public interface ComputerBuilder {
 
 ComputerBuilder setCpu(String cpu);
 
 ComputerBuilder setMemory(String memory);
 
 ComputerBuilder setHardDisk(String hardDisk);
 
 ComputerBuilder setMonitor(String monitor);
 
 Computer build();
 
}

接下来，我们创建具体的建造者 ConcreteComputerBuilder，它实现了建造者接口，负责构建电脑对象的各个部分

public class ConcreteComputerBuilder implements ComputerBuilder {
 
 private String cpu;
 
 private String memory;
 
 private String hardDisk;
 
 private String monitor;
 

 
 @Override
 
 public ComputerBuilder setCpu(String cpu) {
 
 this.cpu = cpu;
 
 return this;
 
 }
 

 
 @Override
 
 public ComputerBuilder setMemory(String memory) {
 
 this.memory = memory;
 
 return this;
 
 }
 

 
 @Override
 
 public ComputerBuilder setHardDisk(String hardDisk) {
 
 this.hardDisk = hardDisk;
 
 return this;
 
 }
 

 
 @Override
 
 public ComputerBuilder setMonitor(String monitor) {
 
 this.monitor = monitor;
 
 return this;
 
 }
 

 
 @Override
 
 public Computer build() {
 
 return new Computer(cpu, memory, hardDisk, monitor);
 
 }
 
}

最后，我们使用导演 ComputerDirector 来构建电脑对象，导演负责指导建造者的构建过程：

public class ComputerDirector {
 
 public Computer construct(ComputerBuilder builder) {
 
 return builder.build();
 
 }
 
}

现在，我们可以使用建造者模式来构建电脑对象：

public class Client {
 
 public static void main(String[] args) {
 
 ComputerBuilder builder = new ConcreteComputerBuilder();
 
 ComputerDirector director = new ComputerDirector();
 

 
 Computer computer = director.construct(builder
 
 .setCpu("Intel i7")
 
 .setMemory("16GB")
 
 .setHardDisk("1TB SSD")
 
 .setMonitor("27-inch 4K")
 
 );
 

 
 System.out.println("Computer created: " + computer.toString());
 
 }
 
}

通过建造者模式，我们将电脑对象的构建细节与表示分离开来，使客户端代码能够灵活地构建不同类型的电脑对象，同时保持代码的可维护性和可读性。