在软件开发中，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与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式通常包括一个指导者（Director）类和多个建造者（Builder）类，指导者负责组织建造者的构建过程，而建造者负责具体的构建步骤。在本文中，我们将介绍 Java 设计模式中的建造者模式，了解其定义、使用场景以及如何在实际开发中应用。
1. 定义
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与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式的核心思想是将一个复杂对象的构建过程封装在一个指导者类中，由多个建造者类负责具体的构建步骤。客户端通过指导者类调用建造者的方法来完成对象的构建。
2. 应用场景
建造者模式的应用场景包括但不限于以下情况：
-
构建复杂对象：
当一个对象的构建过程比较复杂，涉及到多个步骤或者需要进行多次配置时，可以使用建造者模式将构建过程分解成多个步骤
-
创建不同表示：
当需要创建不同表示的对象时，可以使用相同的构建过程，但由不同的建造者类负责实际的构建
-
避免构造器参数过多：
当一个类的构造器参数过多，导致构造器方法签名冗长，可以使用建造者模式将参数分解到不同的建造者方法中，提高代码的可读性
3. 代码实现
建造者模式的实现主要涉及以下几个角色：
- 产品类（Product）： 定义了要构建的复杂对象
- 抽象建造者接口（Builder）： 定义了构建复杂对象的抽象方法，包括设置对象的各个部分
- 具体建造者类（ConcreteBuilder）： 实现了抽象建造者接口，负责具体的构建步骤，通常包括设置对象的属性、组装部件等
- 指导者类（Director）： 负责组织建造者的构建过程，按照一定的顺序调用建造者的方法来构建对象
下面是一个简单的建造者模式的实现示例：
1）创建一个产品类 Product，拥有着自己的属性，此处拥有 attribute1 和 attribute2
Product.java
package com.cheney.demo;
class Product {
private final String attribute1;
private final String attribute2;
public Product(String attribute1, String attribute2) {
this.attribute1 = attribute1;
this.attribute2 = attribute2;
}
public String getAttribute1() {
return attribute1;
}
public String getAttribute2() {
return attribute2;
}
public void display() {
System.out.println("Product: " + attribute1 + " " + attribute2);
}
}
2）创建建造者接口 Builder 及它的实现类 ProductBuilder
Builder.java
package com.cheney.demo;
interface Builder {
void buildAttribute1(String buildAttribute1);
void buildAttribute2(String buildAttribute2);
Product getResult();
}
ProductBuilder.java
package com.cheney.demo;
class ProductBuilder implements Builder {
private Product product;
public ProductBuilder() {
this.product = new Product("", "");
}
@Override
public void buildAttribute1(String attribute1) {
product = new Product(attribute1, product.getAttribute2());
}
@Override
public void buildAttribute2(String attribute2) {
product = new Product(product.getAttribute1(), attribute2);
}
@Override
public Product getResult() {
return product;
}
}
3）创建一个导者类 ProductDirector
ProductDirector.java
package com.cheney.demo;
public class ProductDirector {
private final ProductBuilder productBuilder;
public ProductDirector(ProductBuilder productBuilder) {
this.productBuilder = productBuilder;
}
public void construct() {
productBuilder.buildAttribute1("1");
productBuilder.buildAttribute2("cheney");
}
}
在上述示例中，Product 是产品类，定义了要构建的复杂对象。Builder 是抽象建造者接口，定义了构建复杂对象的抽象方法。ProductBuilder 是具体建造者类，实现了抽象建造者接口，负责具体的构建步骤。ProductDirector 是指导者类，负责组织建造者的构建过程。
4. 应用示例
假设我们想吃汉堡，需要制作一个汉堡包。汉堡包包括面包和肉等属性。我们可以使用建造者模式来制作汉堡包
1）创建一个汉堡包产品类，拥有着自己的属性
Hamburger.java
package com.cheney.demo;
public class Hamburger {
private final String bread;
private final String meat;
public Hamburger(String bread, String meat) {
this.bread = bread;
this.meat = meat;
}
public String getBread() {
return bread;
}
public String getMeat() {
return meat;
}
public void get() {
System.out.println("Hamburger: " + bread + "+" + meat);
}
}
2）创建汉堡包建造者接口 及 它的实现类
HamburgerBuilder.java
package com.cheney.demo;
interface HamburgerBuilder {
void buildBread(String bread);
void buildMeat(String meat);
Hamburger getResult();
}
ConcreteHamburgerBuilder.java
package com.cheney.demo;
class ConcreteHamburgerBuilder implements HamburgerBuilder {
private Hamburger hamburger;
public ConcreteHamburgerBuilder() {
this.hamburger = new Hamburger("", "");
}
@Override
public void buildBread(String bread) {
hamburger = new Hamburger(bread, hamburger.getMeat());
}
@Override
public void buildMeat(String meat) {
hamburger = new Hamburger(hamburger.getBread(), meat);
}
@Override
public Hamburger getResult() {
return hamburger;
}
}
3）创建一个导者类
HamburgerDirector.java
package com.cheney.demo;
class HamburgerDirector {
private final HamburgerBuilder hamburgerBuilder;
public HamburgerDirector(HamburgerBuilder hamburgerBuilder) {
this.hamburgerBuilder = hamburgerBuilder;
}
public void construct() {
hamburgerBuilder.buildBread("三片面包");
hamburgerBuilder.buildMeat("两片牛肉");
}
}
在上述示例中，Hamburger 是产品类，定义了要构建的复杂对象。HamburgerBuilder 是抽象建造者接口，定义了构建复杂对象的抽象方法。ConcreteHamburgerBuilder 是具体建造者类，实现了抽象建造者接口，负责具体的构建步骤。HamburgerDirector 是指导者类，负责组织建造者的构建过程。
在使用中，我们可以通过以下方式制作汉堡包：
package com.cheney.demo;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
// 创建 汉堡包建造者
HamburgerBuilder hamburgerBuilder = new ConcreteHamburgerBuilder();
// 创建指导者并设置建造者
HamburgerDirector hamburgerDirector = new HamburgerDirector(hamburgerBuilder);
// 指导建造者构建汉堡包
hamburgerDirector.construct();
// 获取构建好的汉堡包
Hamburger hamburger = hamburgerBuilder.getResult();
// 获取汉堡包
hamburger.get();
}
}
执行结果
结语
建造者模式是一种常见且实用的设计模式，它通过将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得构建过程可以创建不同的表示。在实际开发中，建造者模式常用于构建复杂对象，避免构造器参数过多导致构造器方法签名冗长的情况。通过合理使用建造者模式，可以使系统更容易扩展和维护。
【Java 设计模式】系列 《23 种设计模式》 与 《7 大设计原则》 总纲
🚩设计原则
✨单一职责原则（SRP） 规定一个类应该只有一个引起变化的原因
✨开放/封闭原则（OCP） 表明软件实体应该是可以扩展的，但是不可修改的
✨里氏替换原则（LSP） 强调派生类必须能够替代其基类而不引起程序错误
✨依赖倒置原则（DIP） 倡导高层模块不应该依赖于低层模块，二者都应该依赖于抽象
✨接口隔离原则（ISP） 提倡一个类不应该被强迫依赖它不使用的接口
✨合成/聚合复用原则（CARP） 建议尽量使用合成/聚合，尽量不要使用继承
✨迪米特法则（LoD） 规定一个对象应该对其他对象有最少的了解
🚀创建型设计模式
✨单例模式 保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局点
✨工厂方法模式 定义一个用于创建对象的接口，但是由子类决定实例化哪一个类
✨抽象工厂模式 提供一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类
✨建造者模式 将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
✨原型模式 通过复制现有的对象来创建新对象，而不是从头开始创建
🚀结构型设计模式
✨适配器模式 将一个类的接口转换成客户希望的另外一个接口
✨桥接模式 将抽象部分与它的实现部分分离，使它们都可以独立地变化
✨组合模式 将对象以树形结构组合以表示“部分-整体”的层次结构
✨装饰器模式 动态地给一个对象添加一些额外的职责
✨外观模式 为子系统中的一组接口提供一个一致的界面
✨代理模式 为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问
✨享元模式 用共享的方式高效地支持大量小粒度对象文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-810120.html
🚀行为型设计模式
✨观察者模式 定义对象间的一对多依赖，当一个对象改变状态，所有依赖者都会受到通知并自动更新
✨策略模式 定义一系列算法，将它们封装起来，并且使它们可以相互替换
✨命令模式 将请求封装成对象，使得可以用不同的请求对客户进行参数化
✨状态模式 允许对象在其内部状态改变时改变它的行为
✨责任链模式 为解除请求的发送者和接收者之间的耦合，而使多个对象都有机会处理这个请求
✨访问者模式 将算法与对象结构分离，并且可以在不改变对象结构的前提下定义新的操作
✨中介者模式 用一个中介对象来封装一系列的对象交互
✨备忘录模式 在不破坏封装的情况下，捕获对象的内部状态，并在对象之外保存这个状态
✨迭代器模式 提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而不暴露其内部表示
✨模版方法模式 定义一个操作中的算法的骨架，将一些步骤延迟到子类中
✨解释器模式 定义一个语言的文法，并且建立一个解释器来解释该语言中的句子
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