java23种设计模式-建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）学习笔记

1. 模式定义

建造者模式是一种创建型设计模式，通过分步构建复杂对象的方式，将对象的构建过程与表示分离。允许使用相同的构建过程创建不同的对象表示。

2. 适用场景

✅ 需要创建包含多个部件的复杂对象

✅ 需要控制对象的创建过程（分步骤构建）

✅ 需要构建不同表示的对象（相同构建过程不同实现）

✅ 希望避免构造器参数过多（解决"伸缩构造函数"问题）

3. 模式结构

4. 核心角色

角色	说明
Director	指挥者，控制构建过程（非必须）
Builder	抽象建造者，定义构建步骤的接口
ConcreteBuilder	具体建造者，实现构建步骤并返回产品
Product	最终构建的复杂对象

5. 代码示例

5.1 产品类

public class Computer {private String cpu;private String ram;private String storage;// 构造函数、getters、toString...
}

5.2 抽象建造者

public interface ComputerBuilder {void buildCPU();void buildRAM();void buildStorage();Computer getResult();
}

5.3 具体建造者

public class GamingComputerBuilder implements ComputerBuilder {private Computer computer = new Computer();@Overridepublic void buildCPU() {computer.setCpu("Intel i9-13900K");}@Overridepublic void buildRAM() {computer.setRam("64GB DDR5");}@Overridepublic void buildStorage() {computer.setStorage("2TB NVMe SSD");}@Overridepublic Computer getResult() {return computer;}
}

5.4 指挥者（可选）

public class Director {private ComputerBuilder builder;public Director(ComputerBuilder builder) {this.builder = builder;}public Computer construct() {builder.buildCPU();builder.buildRAM();builder.buildStorage();return builder.getResult();}
}

5.5 客户端调用

public class Client {public static void main(String[] args) {ComputerBuilder builder = new GamingComputerBuilder();Director director = new Director(builder);Computer computer = director.construct();// 或直接使用建造者ComputerBuilder builder2 = new OfficeComputerBuilder();builder2.buildCPU();builder2.buildRAM();Computer simpleComputer = builder2.getResult();}
}

6. 模式变种

1. 链式调用版：

public class Computer {// 使用静态内部类实现public static class Builder {private String cpu;private String ram;public Builder withCPU(String cpu) {this.cpu = cpu;return this;}public Builder withRAM(String ram) {this.ram = ram;return this;}public Computer build() {return new Computer(this);}}
}
// 使用：new Computer.Builder().withCPU("i7").withRAM("16GB").build();

7. 优缺点分析

✔️ 优点：

• 分离构建过程和表示
• 更好的控制构建过程
• 方便扩展新的产品类型
• 避免过多构造函数参数

❌ 缺点：

• 增加代码复杂度
• 产品需要高度相似才适用
• 对简单对象的创建可能显得冗余

8. 相关模式对比

模式	关注点	复杂度	使用场景
工厂模式	对象整体创建	低	创建单一类型对象
抽象工厂模式	产品族的创建	高	创建相关对象家族
建造者模式	分步构建复杂对象	中	需要分步骤构建的复杂对象

9. 实际应用案例

• Java中的StringBuilder
• Spring中的BeanDefinitionBuilder
• Lombok的@Builder注解实现
• Android中的AlertDialog.Builder

10. 最佳实践建议

1. 当构造器参数超过4个时考虑使用
2. 需要创建不可变对象时优先使用
3. 使用链式调用增强可读性
4. 当构建顺序重要时一定要保留Director角色

📌 记忆技巧：把建造者模式想象成"分步填表"的过程，最后提交表格生成完整对象。