设计模式—建造者模式（Builder Pattern）

最新推荐文章于 2024-08-05 16:57:34 发布

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分类专栏：设计模式文章标签：设计模式

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本文深入解析建造者模式，一种用于创建复杂对象的设计模式，通过分离构建过程与表示，使同一构建过程能创建不同表示。文章以KFC套餐为例，展示了如何使用建造者模式简化对象创建流程，提高代码灵活性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

动机

在我们的生活当中，都会见到一些由多个零件组成的完整对象，大多数的人几乎不会去了解这个完整的对象是怎么组成的，也不会在乎其中的单个零件是什么，而是只想直接使用这个完整的对象。例如汽车，它包括轮子、方向盘、发动机等各种部件，在多数人买车的时候，不是买这些部件来进行组装，而是直接买一辆完整的车，此时就能够使用建造者模式。

概述

建造者模式(Builder Pattern)：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。建造者模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同，建造者模式又可以称为生成器模式。

角色

建造者模式包含如下角色：

Builder：抽象建造者
ConcreteBuilder：具体建造者
Director：指挥者
Product：产品角色
UML类图：

案例

实质：建造者模式可以将部件和其组装过程分开，一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象，而无须知道其内部的具体构造细节。
实现：该案例以KFC套餐的创建进行分析，KFC的套餐是一个复杂的对象，它一般包括主食（如汉堡、鸡肉卷等）和饮料（如果汁、可乐等）组成，不同的套餐可以进行不同的搭配，KFC的服务员可以根据顾客的要求进行不同的搭配，构成一份完整的套餐，然后返回给顾客。
UML类图：

案例代码：

产品角色（KFC）

//Product
class KFC{
	private String food;
	private String drink;
	
	public String getFood() {
		return food;
	}

	public void setFood(String food) {
		this.food = food;
	}

	public String getDrink() {
		return drink;
	}

	public void setDrink(String drink) {
		this.drink = drink;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return "KFC [food=" + food + ", drink=" + drink + "]";
	}
}

抽象建造者（KFCBuilder）

//builder
interface KFCBuilder{
    KFC kfc = new KFC();
    public void setFood();
    public void setDrink();
    KFC build();
}

具体建造者（KFCPackage1/KFCPackage2）

//Concrete Builder
class KFCPackage1 implements KFCBuilder{

    @Override
    public void setFood() {
        kfc.setFood("汉堡");
    }

    @Override
    public void setDrink() {
        kfc.setDrink("果汁");
    }

    @Override
    public KFC build() {
        return kfc;
    }
}

class KFCPackage2 implements KFCBuilder{

    @Override
    public void setFood() {
        kfc.setFood("鸡肉卷");
    }

    @Override
    public void setDrink() {
        kfc.setDrink("可乐");
    }

    @Override
    public KFC build() {
        return kfc;
    }
}

指挥者（KFCDirector）

//Director
class KFCDirector{
    public KFC build(KFCBuilder kfcBuilder) {
        kfcBuilder.setFood();
        kfcBuilder.setDrink();
        return kfcBuilder.build();
    }
}

测试类：

/**
 * 建造者模式-KFC
 * @author kime
 *
 */
public class BuilderKFC {

	public static void main(String[] args) {
		KFCPackage1 kfcPackage1 = new KFCPackage1();
		KFCPackage2 kfcPackage2 = new KFCPackage2();
		KFCDirector kfcDirector = new KFCDirector();
		KFC kfc1 = kfcDirector.build(kfcPackage1);
		System.out.println(kfc1);
		KFC kfc2 = kfcDirector.build(kfcPackage2);
		System.out.println(kfc2);
	}
}

结果：

优点

在建造者模式中， 客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具体建造者无关，因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者， 用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象 。
可以更加精细地控制产品的创建过程 。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合“开闭原则”。