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【设计模式】-建造者模式

Java建造者模式:创建复杂对象的灵活构建者

在软件开发中,我们经常遇到需要创建一个复杂对象的情况。如果使用传统的构造函数进行对象创建,可能会导致构造函数参数过多,难以管理和维护。建造者模式(Builder  Pattern)通过引入建造者对象来逐步构建复杂对象,使得对象的构建过程更加灵活、可控,同时还能提供更好的代码可读性和维护性。

一、原理

建造者模式的核心思想是将一个复杂对象的构建过程它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。具体来说,建造者模式通过将对象的构建过程委派给不同的建造者类,每个建造者类都负责创建对象的一部分,并最终将这些部分组装成完整的对象。

它由四个主要的角色组成:产品类(Product)抽象建造者类(Builder)具体建造者类(ConcreteBuilder)指导者类(Director)

  • 产品类(Product):表示最终构建的对象。该类具有一些属性,可以通过设置相应的setter方法进行赋值,并且定义了一个展示产品的方法。
  • 抽象建造者类(Builder):定义了产品构建的抽象方法。包括构建不同部分的方法和获取最终产品的方法,由具体建造者类来实现。
  • 具体建造者类(ConcreteBuilder):继承自抽象建造者类,实现了具体的构建过程。包括构建不同部分和获取最终产品的方法。
  • 指导者类(Director):负责使用具体的建造者类来构建产品。通过调用具体建造者的方法来完成产品的构造,并最终返回一个完整的产品对象。

产品类

public class Product {private String partA;private String partB;private String partC;public void setPartA(String partA) {this.partA = partA;}public void setPartB(String partB) {this.partB = partB;}public void setPartC(String partC) {this.partC = partC;}public void show() {System.out.println("Product: " + partA + ", " + partB + ", " + partC);}
}

抽象建造者类

public abstract class Builder {public abstract void buildPartA();public abstract void buildPartB();public abstract void buildPartC();public abstract Product buildProduct();
}

具体建造者类

public class ConcreteBuilder extends Builder {private Product product = new Product();@Overridepublic void buildPartA() {product.setPartA("生产线1>>>-------->产品A");}@Overridepublic void buildPartB() {product.setPartB("生产线1>>>-------->产品B");}@Overridepublic void buildPartC() {product.setPartC("生产线1>>>-------->产品C");}@Overridepublic Product buildProduct() {return product;}
}

指导者类

public class Director {public Builder construct(Builder builder) {builder.buildPartA();builder.buildPartB();builder.buildPartC();return builder;}
}

测试

public class Client {public static void main(String[] args) {// 指导者Director director = new Director();// 生产线1Builder construct = director.construct(new ConcreteBuilder());Product product = construct.buildProduct();// 显示生产了什么产品product.show();}
}

运行结果如下:

 观察代码,可以发现建造者模式的流程如下:

  1. 第一步,创建指导者(Director)对象具体建造者(ConcreteBuilder)对象来开始构建创建过程。
  2. 第二步,指导者(Director)对象根据具体的建造者类完成建造过程,调用具体建造者的方法来构建产品的各个部分。也就是其方法中的builder.buildPartA();  builder.buildPartB(); builder.buildPartC();
  3. 建造者将构建好的部分返回给指导者。
  4. 指导者最终返回一个完整的产品对象,供客户端使用。

也就说,Product这个类属性的创建,不由它自身来控制,而是由具体的指导者(Director)对象来控制

那这样感觉把一个对象的创建变得复杂化了,为什么这么做呢? 这么做有什么好处和坏处呢??

优点:

  • 可以将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

  • 通过增加新的具体建造者类,可以轻松扩展和改变产品的建造过程,符合开闭原则。

  • 使用建造者模式可以隐藏产品的内部细节,对客户端来说只关心如何创建对象,而不需要关心具体的构建过程。

缺点:

  • 增加了类的数量,增加了代码的复杂性

  • 对于简单的对象,使用建造者模式可能会显得繁琐。如果一个对象就那么几个字段,且其字段的使用场景比较固定,再用建造者模式就很繁琐了,还不够费劲的呢...

适用场景

  • 需要创建的对象具有复杂的内部结构,创建过程需要多个步骤。

  • 需要创建的对象的属性之间有一定的依赖关系。

  • 需要创建的对象的表示有多种方式,可以通过建造者模式灵活配置建造过程,得到不同的表示结果。

总结

建造者模式通过将对象的构建过程与表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。它可以帮助我们创建复杂的对象,并保证对象的构建过程可配置和可扩展。在实际应用中,建造者模式具有较高的灵活性和可扩展性

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