深入理解设计模式-创建型之建造者模式（与工厂区别）

什么是建造者设计模式？和工厂设计模式有什么区别

建造者设计模式（Builder Design Pattern）和工厂设计模式（Factory Design Pattern）都是面向对象设计中的创建型模式，但它们解决的问题和应用场景有所不同。

• 建造者设计模式：

  • 建造者设计模式旨在解决复杂对象的创建问题，特别是当对象的构造过程非常复杂，需要一步步构建，并且具有多个可选参数或配置选项时。该模式的主要思想是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。

• 主要组件：

  • Director（指挥者）：负责使用构造器接口来构建一个复杂对象。
  • Builder（构造器）：定义对象的构建过程，包括设置属性、添加部件等方法。
  • ConcreteBuilder（具体构造器）：实现构造器接口，实现具体的构建方法。
  • Product（产品）：最终构建出的复杂对象。

建造者模式的优点是将对象的构建过程封装，使得代码更加清晰，同时能够灵活地构建不同的对象。

• 工厂设计模式：

工厂设计模式旨在通过一个工厂来创建对象，将对象的创建过程封装起来，客户端代码无需直接调用构造函数。它分为简单工厂、工厂方法和抽象工厂等形式。

• 主要组件：

  • Factory（工厂）：负责创建对象的接口或类。
  • ConcreteFactory（具体工厂）：实现工厂接口，实际创建对象的地方。
  • Product（产品）：工厂创建的对象。

工厂模式的主要优点是将对象的创建和客户端解耦，客户端只需通过工厂来获取对象，不需要关心对象的具体创建过程。

区别：

• 目的不同：

  • 建造者模式关注于创建复杂对象的构建过程，将构建过程和表示分离。
  • 工厂模式关注于对象的创建，将对象的创建过程封装在工厂中，以便在客户端中使用。

• 复杂性：

  • 建造者模式通常用于创建复杂对象，因为对象的构建过程可能涉及多个步骤和配置选项。
  • 工厂模式可以用于创建不同类型的对象，包括简单对象和复杂对象。

• 关注点：

  • 建造者模式更关注于对象的**构建过程，**尤其适合需要按照一定步骤构建对象的情况。
  • 工厂模式更关注于对象的创建，强调封装创建过程，便于对象创建的管理。

综上所述，建造者模式适用于构建复杂对象，而工厂模式适用于创建对象的封装和管理。选择适当的模式取决于你的设计需求和对象创建的复杂性。

用java分别给出一个建造者和工厂例子

当实现建造者模式和工厂模式时，我们可以以一个简单的示例来说明。假设我们要创建一个电脑对象，分别使用建造者模式和工厂模式。

建造者模式示例：

// 产品类
class Computer {private String cpu;private String memory;private String storage;public void setCPU(String cpu) {this.cpu = cpu;}public void setMemory(String memory) {this.memory = memory;}public void setStorage(String storage) {this.storage = storage;}// 其他方法...
}// 抽象建造者
interface ComputerBuilder {void buildCPU();void buildMemory();void buildStorage();Computer getResult();
}// 具体建造者
class GamingComputerBuilder implements ComputerBuilder {private Computer computer = new Computer();//产品类对象public void buildCPU() {computer.setCPU("Intel Core i7");}public void buildMemory() {computer.setMemory("16GB RAM");}public void buildStorage() {computer.setStorage("1TB SSD");}public Computer getResult() {return computer; //需要一步步创建（具体怎么创建指挥者说了算） 最后通过此方法返回Computer产品对象}
}// 指挥者
class Director {private ComputerBuilder builder;//接口类型public Director(ComputerBuilder builder) {this.builder = builder;}public void construct() {builder.buildCPU(); //指挥建造者来一步步创建builder.buildMemory();builder.buildStorage();}
}// 客户端代码
public class BuilderExample {public static void main(String[] args) {ComputerBuilder builder = new GamingComputerBuilder();//父类引用（这里是接口）指向子类对象（抽象建造者引用指向具体建造者）Director director = new Director(builder);//builder建造者对象传入指挥者对象director.construct();//指挥者调用创建方法（此时指挥者已经 指挥建造者builder完成了创建即construct()）Computer computer = builder.getResult();//建造者对象调用方法 返回产品类对象// 使用构建好的电脑对象System.out.println("Gaming Computer: " + computer.toString());}
}

工厂模式示例：

// 产品类
class Computer {private String type;private String cpu;private String memory;private String storage;public Computer(String type, String cpu, String memory, String storage) {this.type = type;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.storage = storage;}// 其他方法...
}// 抽象工厂
interface ComputerFactory {Computer createComputer();
}// 具体工厂
class GamingComputerFactory implements ComputerFactory {public Computer createComputer() {return new Computer("Gaming", "Intel Core i7", "16GB RAM", "1TB SSD");}
}// 客户端代码
public class FactoryExample {public static void main(String[] args) {ComputerFactory factory = new GamingComputerFactory();//父类引用（这里是接口）指向子类对象Computer computer = factory.createComputer();//从具体工厂中直接拿对象// 使用工厂创建的电脑对象System.out.println("Gaming Computer: " + computer.toString());}
}

在上述示例中，建造者模式通过在建造者接口中定义构建步骤来构建复杂对象，而工厂模式通过工厂接口的具体实现来创建对象。两者在对象创建的过程和角色分配上有所不同。

源码应用

创建者设计模式在源码中有广泛的使用常见：

1、jdk中，如StringBuilder和StringBuffer，他们的实现不是完全按照标准的创建者设计模式设计，但也是一样的思想：

• 这两个类用于构建和修改字符串。它们实现了创建者模式，允许客户端通过方法链来修改字符串。
• 这些类在性能上优于 String 类，因为它们允许在同一个对象上执行多次修改，而不需要每次修改都创建一个新的对象。

StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append("Hello").append(" ").append("World!");String result = builder.toString();

2、在ssm源码中很多类都使用创建者设计模式，如Spring中的

BeanDefinitionBuilder 类，mybatis中的 SqlSessionFactoryBuilder 、XMLConfigBuilder 、 XMLMapperBuilder 、 XMLStatementBuilder 、CacheBuilder 等，因为实现都比较简单就不带着大家一个一个看了。

3、使用lombok简单的实现创建者设计模式

Lombok 是一个 Java 库，它可以简化代码，提高开发效率，尤其是在实现模式和生成常用方法（例如 getter、setter、equals、hashCode 和 toString）时。要使用 Lombok 简单地实现创建者设计模式，您可以使用 @Builder 注解。这将为您自动生成创建者类和相关方法。以下是一个使用 Lombok 的创建者设计模式的例子：
首先，确保您已经在项目中引入了 Lombok 库。对于 Maven 项目，在 pom.xml 文件中添加以下依赖：

<dependencies><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.20</version><scope>provided</scope></dependency>
</dependencies>

然后，创建一个使用 Lombok 的创建者设计模式的类：

@Getter
@ToString
@Builderpublic class Person {private String name;private int age;private String address;
}

在上面的示例中，我们使用了 @Builder 注解来自动生成创建者类和相关方法。此外，我们还使用了 @Getter 注解来自动生成 getter 方法，以及 @ToString 注解来自动生成 toString 方法。
现在，您可以使用自动生成的创建者类创建 Person 对象：

Person person = Person.builder().name("John Doe").age(30).address("123 Main St").build();

通过 Lombok，您可以轻松地实现创建者设计模式，减少样板代码，提高代码可读性。