建造者模式

主要概念

建造者模式是一种创建型设计模式，旨在通过简化复杂对象的构建过程来创建对象。它允许您按步骤构建对象，同时隐藏了创建细节。该模式通常适用于需要创建具有大量配置选项或参数的对象的情况。

以下是建造者模式的一般结构和关键参与者：

1. 产品（Product）：要构建的复杂对象。

2. 建造者接口（Builder Interface）：定义了构建产品所需的方法。

3. 具体建造者（Concrete Builder）：实现了建造者接口，负责构建产品的具体部件，并提供了访问产品的方法。

4. 指导者（Director）：负责使用建造者接口来构建产品。指导者知道建造者应如何构建产品。

5. 客户端（Client）：通过指导者构建产品。

代码实例

下面是一个简单的Java示例，演示了如何使用建造者模式来构建一辆汽车：

// 产品
class Car {
    private String make;
    private String model;
    private int year;
 
    public Car(String make, String model, int year) {
        this.make = make;
        this.model = model;
        this.year = year;
    }
 
    // Getters
    public String getMake() { return make; }
    public String getModel() { return model; }
    public int getYear() { return year; }
}
 
// 建造者接口
interface CarBuilder {
    CarBuilder setMake(String make);
    CarBuilder setModel(String model);
    CarBuilder setYear(int year);
    Car build();
}
 
// 具体建造者
class CarBuilderImpl implements CarBuilder {
    private Car car;
 
    public CarBuilderImpl() {
        this.car = new Car("", "", 0);
    }
 
    @Override
    public CarBuilder setMake(String make) {
        car.make = make;
        return this;
    }
 
    @Override
    public CarBuilder setModel(String model) {
        car.model = model;
        return this;
    }
 
    @Override
    public CarBuilder setYear(int year) {
        car.year = year;
        return this;
    }
 
    @Override
    public Car build() {
        return car;
    }
}
 
// 指导者
class CarDirector {
    private CarBuilder builder;
 
    public CarDirector(CarBuilder builder) {
        this.builder = builder;
    }
 
    public Car construct(String make, String model, int year) {
        return builder.setMake(make)
                      .setModel(model)
                      .setYear(year)
                      .build();
    }
}
 
// 客户端
public class BuilderPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        CarBuilder builder = new CarBuilderImpl();
        CarDirector director = new CarDirector(builder);
 
        Car car = director.construct("Toyota", "Camry", 2022);
        System.out.println("Car: " + car.getMake() + " " + car.getModel() + " " + car.getYear());
    }
}

这个示例展示了一个简单的汽车建造者模式。在这个示例中，CarBuilder负责构建汽车对象的具体部分，而CarDirector负责指导建造者如何构建汽车对象。

主要适用场景

建造者模式适用于以下情况：

1. 对象的构造过程比较复杂，涉及多个步骤或者需要组合多个部件来构建对象。
2. 对象具有多个配置选项，但客户端并不需要知道所有配置选项的细节，只需提供必要的配置即可。
3. 需要构建不同表示或配置的对象，但构建过程相同或类似。

举例来说，以下是一些常见的适用场景：

1. **构建复杂的产品**：当产品的构建过程比较复杂，包括多个步骤或者需要按顺序执行一系列的操作来构建产品时，建造者模式可以将构建过程模块化，使得代码更易于维护和扩展。

2. **对象拥有大量配置选项**：当对象具有许多配置选项，但客户端只需提供部分配置信息时，可以使用建造者模式。客户端只需调用建造者的相应方法来设置所需的配置，而不需要了解所有配置选项的细节。

3. **创建不同表示的对象**：有时候，需要根据不同的需求创建不同表示或配置的对象，但构建过程是相同或类似的。在这种情况下，可以使用相同的建造者接口和构建过程来构建不同的对象。

总之，建造者模式适用于构建过程比较复杂，需要隐藏构建细节，同时允许客户端根据需要定制对象的情况。

优缺点比较

优点：

• 使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
• 具体的建造者类之间是相互独立的，这有利于系统的扩展。
• 具体的建造者相互独立，因此可以对建造的过程逐步细化，而不会对其他模块产生任何影响。

缺点：

• 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似；如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
• 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。