Java设计模式之建造者模式
原创
建造者模式（Builder Pattern）
建造者模式是一种创建型设计模式，用于构建复杂对象。该模式的主要目标是将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
通常情况下，一个对象的构建过程涉及多个步骤，而且这些步骤的实现可能因需求的不同而变化。建造者模式通过将构建过程拆分成多个步骤，并提供一个指导者（Director）来协调这些步骤的顺序，从而实现了构建过程的灵活性和可复用性。
建造者模式的主要参与者包括：
- 产品（Product）： 被构建的复杂对象。建造者模式的目标是创建这个对象。
- 抽象建造者（Builder）： 声明了构建产品的抽象接口，包括定义了构建产品各个部分的抽象方法。
- 具体建造者（ConcreteBuilder）： 实现了抽象建造者接口，负责实际构建产品的各个部分，并提供一个用于获取最终产品的方法。
- 指导者（Director）： 负责协调具体建造者的构建过程，按照一定的步骤和顺序来构建产品。
- 客户端（Client）： 使用建造者模式来构建复杂对象的客户端代码。
案例说明
以生产电脑为例来演示建造者模式的实现。在下面例子中，我们将电脑抽象为一个复杂对象，它包含了处理器、内存、存储等组件。
首先，定义产品（Computer）：
public class Computer {
private String processor;
private String memory;
private String storage;
public void setProcessor(String processor) {
this.processor = processor;
}
public void setMemory(String memory) {
this.memory = memory;
}
public void setStorage(String storage) {
this.storage = storage;
}
@Override
public String toString() {
return "Computer{" +
"processor='" + processor + '\'' +
", memory='" + memory + '\'' +
", storage='" + storage + '\'' +
'}';
}
}接下来，定义抽象建造者接口（ComputerBuilder）：
public interface ComputerBuilder {
void buildProcessor();
void buildMemory();
void buildStorage();
Computer getResult();
}然后，创建具体建造者实现类（DesktopComputerBuilder、LaptopComputerBuilder）：
public class DesktopComputerBuilder implements ComputerBuilder {
private Computer computer = new Computer();
@Override
public void buildProcessor() {
computer.setProcessor("Desktop Processor");
}
@Override
public void buildMemory() {
computer.setMemory("Desktop Memory");
}
@Override
public void buildStorage() {
computer.setStorage("Desktop Storage");
}
@Override
public Computer getResult() {
return computer;
}
}public class LaptopComputerBuilder implements ComputerBuilder {
private Computer computer = new Computer();
@Override
public void buildProcessor() {
computer.setProcessor("Laptop Processor");
}
@Override
public void buildMemory() {
computer.setMemory("Laptop Memory");
}
@Override
public void buildStorage() {
computer.setStorage("Laptop Storage");
}
@Override
public Computer getResult() {
return computer;
}
}最后，定义指导者（ComputerDirector）：
public class ComputerDirector {
private ComputerBuilder computerBuilder;
public ComputerDirector(ComputerBuilder computerBuilder) {
this.computerBuilder = computerBuilder;
}
public void constructComputer() {
computerBuilder.buildProcessor();
computerBuilder.buildMemory();
computerBuilder.buildStorage();
}
public Computer getComputer() {
return computerBuilder.getResult();
}
}现在，客户端可以使用建造者模式来构建不同类型的电脑：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
ComputerBuilder desktopBuilder = new DesktopComputerBuilder();
ComputerBuilder laptopBuilder = new LaptopComputerBuilder();
ComputerDirector director1 = new ComputerDirector(desktopBuilder);
director1.constructComputer();
Computer desktop = director1.getComputer();
System.out.println("Desktop Computer: " + desktop);
ComputerDirector director2 = new ComputerDirector(laptopBuilder);
director2.constructComputer();
Computer laptop = director2.getComputer();
System.out.println("Laptop Computer: " + laptop);
}
}这个例子中，通过建造者模式，我们可以根据需要构建不同类型的电脑，而且构建的过程可以在不同的指导者下灵活变化。
案例说明
在上面的案例中，我们通过建造者模式构建了两种不同类型的电脑：Desktop Computer和Laptop Computer。下面详细说明了构建过程：
- 定义产品（Computer）：Computer 类包含了电脑的属性，如处理器（processor）、内存（memory）和存储（storage）。
- 定义抽象建造者接口（ComputerBuilder）：ComputerBuilder 接口定义了构建电脑的抽象方法，包括构建处理器、内存和存储的方法，以及获取最终产品的方法。
- 创建具体建造者实现类：DesktopComputerBuilder 和 LaptopComputerBuilder 类实现了 ComputerBuilder 接口，负责实际构建不同类型电脑的各个部分。在具体建造者的 buildProcessor、buildMemory、buildStorage 方法中，设置了相应类型电脑的处理器、内存和存储属性。
- 定义指导者（ComputerDirector）：ComputerDirector 类负责协调具体建造者的构建过程，按照一定的步骤和顺序来构建电脑。constructComputer 方法调用了建造者的构建方法，设置了处理器、内存和存储等属性。getComputer 方法用于获取构建完成的电脑产品。
- 客户端使用建造者模式构建不同类型的电脑：在客户端中，首先创建了两个具体建造者实例，分别是 DesktopComputerBuilder 和 LaptopComputerBuilder。然后，通过 ComputerDirector 来构建不同类型的电脑：director1 构建了台式电脑，它的构建过程包括设置台式电脑的处理器、内存和存储。director2 构建了笔记本电脑，它的构建过程包括设置笔记本电脑的处理器、内存和存储。最后，通过 director1.getComputer() 和 director2.getComputer() 获取构建完成的台式电脑和笔记本电脑。
总的来说，通过建造者模式，我们能够通过不同的具体建造者实现类来构建不同类型的电脑，而且在构建过程中，可以通过指导者来控制构建的步骤和顺序，实现了构建过程的灵活性和可复用性。这种模式使得客户端代码与具体产品的构建过程解耦，使得系统更易维护和扩展。
原创声明：本文系作者授权腾讯云开发者社区发表，未经许可，不得转载。
如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。
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