Java 设计模式详解：工厂模式与建造者模式的对比分析

在学习 Java 设计模式时，很多同学经常会混淆 工厂模式 和 建造者模式。
它们同属于创建型模式，但关注点完全不同：工厂更像是点外卖——告诉工厂要“游戏电脑”还是“办公电脑”，立刻给你成品；建造者则像是定制套餐——一步步选择 CPU、显卡、内存，最后组装成完整机器。

这篇文章，我将通过 原理对比 + Java 代码示例 + 优缺点分析，带你彻底搞懂二者的区别。

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一、工厂模式（Factory Pattern）

1. 核心思想

• 客户端只需告诉工厂“我要什么类型”，工厂直接返回成品对象。

• 适合对象结构不复杂、只需要选择不同类型的场景。

2. Java 示例代码

// 产品类
class Computer {
    private String cpu;
    private String gpu;
    private String ram;

    public Computer(String cpu, String gpu, String ram) {
        this.cpu = cpu;
        this.gpu = gpu;
        this.ram = ram;
    }

    public void showConfig() {
        System.out.println("CPU: " + cpu + ", GPU: " + gpu + ", RAM: " + ram);
    }
}

// 工厂类
class ComputerFactory {
    public static Computer createComputer(String type) {
        switch (type.toLowerCase()) {
            case "gaming":
                return new Computer("i9 CPU", "RTX 4090", "64GB RAM");
            case "office":
                return new Computer("i5 CPU", "集成显卡", "16GB RAM");
            default:
                return null;
        }
    }
}

// 客户端
public class FactoryDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Computer gaming = ComputerFactory.createComputer("gaming");
        Computer office = ComputerFactory.createComputer("office");

        gaming.showConfig();
        office.showConfig();
    }
}

输出：

CPU: i9 CPU, GPU: RTX 4090, RAM: 64GB RAM
CPU: i5 CPU, GPU: 集成显卡, RAM: 16GB RAM

二、建造者模式（Builder Pattern）

1. 核心思想

• 关注对象的 组装过程，可以一步步灵活指定配置。

• 适合构造复杂对象，尤其是需要定制化的场景。

2. Java 示例代码

// 建造者
class ComputerBuilder {
    private String cpu;
    private String gpu;
    private String ram;

    public ComputerBuilder setCpu(String cpu) {
        this.cpu = cpu;
        return this;
    }

    public ComputerBuilder setGpu(String gpu) {
        this.gpu = gpu;
        return this;
    }

    public ComputerBuilder setRam(String ram) {
        this.ram = ram;
        return this;
    }

    public Computer build() {
        return new Computer(cpu, gpu, ram);
    }
}

// 客户端
public class BuilderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Computer gaming = new ComputerBuilder()
                .setCpu("i9 CPU")
                .setGpu("RTX 4090")
                .setRam("64GB RAM")
                .build();

        Computer office = new ComputerBuilder()
                .setCpu("i5 CPU")
                .setGpu("集成显卡")
                .setRam("16GB RAM")
                .build();

        gaming.showConfig();
        office.showConfig();
    }
}

输出：

CPU: i9 CPU, GPU: RTX 4090, RAM: 64GB RAM
CPU: i5 CPU, GPU: 集成显卡, RAM: 16GB RAM

三、工厂模式 vs 建造者模式 对比

对比项	工厂模式（Factory）	建造者模式（Builder）
关注点	选择并创建某一类对象	一步步组装复杂对象
产品复杂度	产品结构简单，直接 new 出来即可	产品往往由多个部件/步骤组成
客户端角色	只关心“要什么型号”	可以灵活指定“配置/步骤”
适用场景	- 多个子类/实现类 - 需要隐藏创建逻辑	- 对象构造复杂 - 对象需要灵活配置
优点	- 简化对象创建 - 隐藏 new 逻辑 - 统一管理产品	- 更灵活 - 可以复用建造步骤 - 易于扩展配置
缺点	- 扩展产品需要改工厂代码 - 配置不够灵活	- 类数量多 - 对简单对象反而臃肿
类比	点外卖 🍔 → 直接拿到套餐	定制套餐 🍱 → 选主食、小菜、饮料

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四、总结

• 工厂模式：适合“成品化”场景，客户端只需知道要什么型号，不关心构造细节。

• 建造者模式：适合“定制化”场景，客户端可以一步步配置，灵活度更高。

👉 所以，如果你的对象像点外卖一样，选个类型就能直接用，那用工厂模式；如果像定制套餐一样，需要自己组合配置，那用建造者模式。

五、实际项目中的应用场景

1. 工厂模式应用案例

在 Java 开发中，工厂模式几乎无处不在：

建造者模式常用于 对象构建复杂、参数多且灵活 的场景。

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2. 建造者模式应用案例

• Spring 的 BeanFactory / ApplicationContext
  Spring 中的 BeanFactory 就是典型的工厂模式。我们只需要提供 Bean 的名字或类型，Spring 容器就会把实例化好的对象交给我们：

  ApplicationContext context = new ClassPathXmlApplicationContext("beans.xml");
  UserService userService = context.getBean("userService", UserService.class);
  

• 👉 开发者不需要关心对象是怎么创建的（构造函数、依赖注入等），Spring 工厂帮你完成。

• JDBC 的 DriverManager
  通过 DriverManager.getConnection(url, user, password) 获取数据库连接，本质也是工厂方法模式。不同数据库（MySQL、Oracle）返回的都是 Connection 接口的不同实现类。

• Lombok 的 @Builder 注解
  我们经常在实体类上加上 @Builder，这就是建造者模式的自动化实现：

  @Builder
  public class User {
      private String name;
      private int age;
      private String email;
  }
  
  // 使用方式
  User user = User.builder()
                  .name("张三")
                  .age(20)
                  .email("zhangsan@test.com")
                  .build();
  

👉 记住一句话：

• 👉 这种方式比写一堆构造函数要优雅得多，特别适合字段很多的对象。

• StringBuilder / StringBuffer
  这两个类就是典型的建造者模式。我们通过一连串的 append() 调用，最后生成需要的字符串。

  String result = new StringBuilder()
                      .append("Hello ")
                      .append("World ")
                      .append(2025)
                      .toString();
  

  六、最后总结

• 工厂模式：隐藏了对象创建逻辑，客户端只需“点单”，工厂负责“做菜”。（Spring BeanFactory、JDBC DriverManager）

• 建造者模式：关注对象的组装过程，支持链式调用和灵活定制。（Lombok @Builder、StringBuilder）

• 工厂模式 = 点外卖（我要现成的成品）

• 建造者模式 = 定制套餐（我要灵活组合配置）

• 写代码就像点餐：工厂模式让你点好套餐直接开吃，建造者模式让你自由搭配成专属口味。关键是——你要吃饱，还要吃好。