设计模式之建造者模式理解

最新推荐文章于 2024-02-18 09:31:43 发布

Missy Peng

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分类专栏：设计模式文章标签：设计模式

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建造者模式是一种对象构建模式，用于将复杂对象的构建与表示分离，让相同构建过程产生不同表示。它包括四个角色：产品、抽象建造者、具体建造者和指挥者。该模式能隐藏对象构建过程，提高代码复用性和封装性，适用于创建复杂对象。文章通过创建共享单车的例子介绍了建造者模式的应用，并讨论了与抽象工厂模式的区别。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

基本介绍

1.1 什么是建造者模式？

将复杂对象的构建和它的表示分离，使同样的构建过程产生不同的表示

建造者模式（Builder Pattern）又叫生成器模式，是一种对象构建模式。可以将复杂对象的构建和它的表示分离，使同样的构建过程产生不同的表示
建造者模式隐藏了复杂对象的创建过程，它把复杂对象的创建过程加以抽象，通过子类继承或者重载的方式，动态的创建具有复合属性的对象。

1.2 主要作用

在用户不知道对象的建造过程和细节的情况下就可以直接创建复杂的对象。

用户只需要给出指定复杂对象的类型和内容；
建造者模式负责按顺序创建复杂对象（把内部的建造过程和细节隐藏起来)

1.3 解决的问题

方便用户创建复杂的对象（不需要知道实现过程）
代码复用性 & 封装性（将对象构建过程和细节进行封装 & 复用）

1.4 四个角色

Product（产品角色）：一个具体的产品对象。
Builder（抽象建造者）：创建一个 Product 对象的各个部件指定的接口/抽象类。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件。
Director（指挥者）：构建一个使用 Builder 接口的对象。它主要是用于创建一个复杂的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生产过程。

原理类图

在这里插入图片描述

以建造者模式创建共享单车为例

Product（产品）类

public class Bike {
    private Frame frame; //单车框架
    private Seat seat;	//单车车座

    public Frame getFrame() {
        return frame;
    }

    public void setFrame(Frame frame) {
        this.frame = frame;
    }

    public Seat getSeat() {
        return seat;
    }

    public void setSeat(Seat seat) {
        this.seat = seat;
    }
}

Builder（抽象建造者）类

//抽象builder类
abstract public class BikeBuilder {
    abstract void buildFrame();//建造单车框架
    abstract void buildSeat();//建造单车车座
    abstract Bike createBike();//返回建造的单车对象
}

ConcreteBuilder （具体建造者）类

//摩拜单车构建者类
public class MobikeBuilder extends BikeBuilder {
    Bike bike = new Bike();

    @Override
    void buildFrame() {
        Frame frame = new Frame();
        frame.setName("摩拜单车的框架");
        bike.setFrame(frame);
    }

    @Override
    void buildSeat() {
        Seat seat = new Seat();
        seat.setName("摩拜单车的车座");
        bike.setSeat(seat);
    }

    @Override
    Bike createBike() {
        return bike;
    }	
}

//小黄车构建者类
public class OfoBuilder extends BikeBuilder {
    Bike bike = new Bike();

    @Override
    void buildFrame() {
        Frame frame = new Frame();
        frame.setName("小黄车的框架");
        bike.setFrame(frame);
    }

    @Override
    void buildSeat() {
        Seat seat = new Seat();
        seat.setName("小黄车的车座");
        bike.setSeat(seat);
    }

    @Override
    Bike createBike() {
        return bike;
    }
}

Director（指挥者）类

//指挥者类
public class Director {
    private BikeBuilder bikeBuilder = null;
    //通过构造器传入builder
    public Director(BikeBuilder bikeBuilder) {
        this.bikeBuilder = bikeBuilder;
    }

    public Bike construct(){
        bikeBuilder.buildFrame();
        bikeBuilder.buildSeat();
        return bikeBuilder.createBike();
    }
}

Client（客户使用）类

//客户端使用
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        showBike(new MobikeBuilder());
        showBike(new OfoBuilder());
    }

    public static void showBike(BikeBuilder bikeBuilder) {
        Director director = new Director(bikeBuilder);
        Bike bike = director.construct();
        System.out.println("FrameName: "+bike.getFrame().getName()+" SeatName: "+bike.getSeat().getName());
    }
}

输出结果：
FrameName: 摩拜单车的框架 SeatName: 摩拜单车的车座
FrameName: 小黄车的框架 SeatName: 小黄车的车座

上面示例是 Builder模式的常规用法，导演类 Director 在 Builder模式中具有很重要的作用，它用于指导具体构建者如何构建产品，控制调用先后次序，并向调用者返回完整的产品类。

但是有些情况下需要简化系统结构，可以把Director和抽象建造者进行结合，示例代码：

改造后的抽象建造者

public abstract class NewBuilder { 
    abstract void buildFrame(); 
    abstract void buildSeat(); 
    abstract Bike createBike(); 
    /** 
    * 把导演类中的construct()方法合并到抽象建造者类中 
    * 
    * @return 具体产品对象 
    */ 
    public Bike construct() { 
        this.buildFrame(); 
        this.buildSeat(); 
        return this.createBike(); 
    } 
}