建造者模式：灵活构建复杂对象的利器

news2024/12/26 10:39:53

在软件开发中，创建一个复杂对象通常需要多个步骤和参数，直接在客户端代码中进行这些操作不仅繁琐，而且难以维护。建造者模式（Builder Pattern）提供了一种优雅的解决方案，使得对象的创建过程更加清晰、灵活和可控。

建造者模式是一种创建型设计模式，它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。通过使用建造者模式，开发者可以一步一步地构建复杂对象，并且可以根据需要改变构建步骤的顺序和内容。

一，建造者模式的结构

建造者模式主要包括以下四个角色：

产品（Product）：要创建的复杂对象。
建造者（Builder）：定义创建产品各个部分的抽象接口。
具体建造者（ConcreteBuilder）：实现Builder接口，构建和装配产品的各个部分。
指挥者（Director）：控制构建过程，通过调用具体建造者的方法来构建产品。

uml类图：
在这里插入图片描述

二，建造者模式的实现

假设我们要构建一辆汽车（Car），它由多个部件（如引擎、轮子和车身）组成。以下是建造者模式的实现示例：

// 产品类
class Car {
    private String engine;
    private String wheels;
    private String body;

    // Getters and setters
    public void setEngine(String engine) { this.engine = engine; }
    public void setWheels(String wheels) { this.wheels = wheels; }
    public void setBody(String body) { this.body = body; }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car with " + engine + ", " + wheels + " wheels, and " + body + " body.";
    }
}

// 抽象建造者
abstract class CarBuilder {
    protected Car car;

    public void createNewCar() { car = new Car(); }
    public Car getCar() { return car; }

    public abstract void buildEngine();
    public abstract void buildWheels();
    public abstract void buildBody();
}

// 具体建造者
class SportsCarBuilder extends CarBuilder {
    public void buildEngine() { car.setEngine("V8 Engine"); }
    public void buildWheels() { car.setWheels("Sport Wheels"); }
    public void buildBody() { car.setBody("Sport Body"); }
}

// 指挥者
class Director {
    private CarBuilder carBuilder;

    public void setCarBuilder(CarBuilder carBuilder) { this.carBuilder = carBuilder; }
    public Car getCar() { return carBuilder.getCar(); }

    public void constructCar() {
        carBuilder.createNewCar();
        carBuilder.buildEngine();
        carBuilder.buildWheels();
        carBuilder.buildBody();
    }
}

// 客户端代码
public class BuilderPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();
        CarBuilder sportsCarBuilder = new SportsCarBuilder();

        director.setCarBuilder(sportsCarBuilder);
        director.constructCar();

        Car car = director.getCar();
        System.out.println(car);
    }
}