Builder模式

本文详细介绍了Builder模式的概念及其在软件设计中的应用。通过具体的代码示例,展示了如何利用Builder模式来构建复杂对象,同时保持良好的封装性和灵活性。文章还讨论了该模式的角色划分以及其主要优点。

Builder模式的UML图

类图


时序图


Builder模式的角色

Director :调用具体的Builder去构建对象

Builder : 抽象接口,规范产品对象的各个组成部分的构建

ConcreteBuilder : 实现builder类抽象接口,建造过程完成后,返回产品

Product : 建造的产品对象

Builder模式的优点

  1. 调用者无需知道构造细节
  2. 可以更精细的控制构建过程
  3. 将构建过程和部件解耦
  4. 使用不同的builder,相同的构建过程,能够产生不同的对象

一个Builder模式

Director

public class Director {
	
	private Builder builder;
	
	public Director(Builder b) {
		builder = b;
	}
	
	public void construct(){
		
		builder.buildFloor();
		builder.buildHousetop();
		builder.buildWall();
		
	}

}

Builder

public interface Builder {
	
	public void buildFloor();
	
	public void buildWall();
	
	public void buildHousetop();
	
	public House getResult();

}

ConcreateBuilder1

public class PingFangBuilder implements Builder {
	
	private House house = new House();

	@Override
	public void buildFloor() {
		house.setFloor("平房->地板");
	}

	@Override
	public void buildWall() {
		house.setWall("平房->墙");
	}

	@Override
	public void buildHousetop() {
		house.setHousetop("平房->房顶");
	}

	@Override
	public House getResult() {
		return house;
	}

}

ConcreteBuilder2

public class GongyuBuilder implements Builder {
	
	private House house = new House();

	@Override
	public void buildFloor() {
		house.setFloor("公寓地板");
	}

	@Override
	public void buildWall() {
		house.setWall("公寓墙");
	}

	@Override
	public void buildHousetop() {
		house.setHousetop("公寓屋顶");
	}

	@Override
	public House getResult() {
		return house;
	}

}

Product

public class House {
	
	private String floor;
	
	private String wall;
	
	private String housetop;

	public String getFloor() {
		return floor;
	}

	public void setFloor(String floor) {
		this.floor = floor;
	}

	public String getWall() {
		return wall;
	}

	public void setWall(String wall) {
		this.wall = wall;
	}

	public String getHousetop() {
		return housetop;
	}

	public void setHousetop(String housetop) {
		this.housetop = housetop;
	}

}

Client

public class MainClass {

	public static void main(String[] args) {

		Builder builder1 = new PingFangBuilder();
		Director director1 = new Director(builder1);
		director1.construct();
		House house1 = builder1.getResult();
		
		GongyuBuilder builder2 = new GongyuBuilder();
		Director director2 = new Director(builder2);
		director2.construct();
		House house2 = builder2.getResult();
	}

}




### Builder模式的使用与实现 Builder模式是一种用于构建复杂对象的设计模式,其主要目的是通过逐步设置对象的属性来简化对象的创建过程。这种方式不仅提高了代码的可读性,还隐藏了对象创建的复杂性。 在Java中,Builder模式通常通过以下方式实现: 1. **定义一个包含必要参数的构造函数**:Builder类的构造函数接受对象的核心属性作为参数[^2]。 2. **提供链式调用的方法**:每个设置方法返回Builder对象本身,从而允许将多个设置方法链接在一起[^5]。 3. **创建最终对象**:通过`build()`方法返回构建完成的对象实例[^4]。 以下是一个典型的Builder模式实现示例: ```java // 被构建的复杂对象 public class NutritionFacts { private final int servingSize; private final int servings; private final int calories; private final int sodium; private final int carbohydrates; // 私有构造函数,只能通过Builder创建 private NutritionFacts(Builder builder) { this.servingSize = builder.servingSize; this.servings = builder.servings; this.calories = builder.calories; this.sodium = builder.sodium; this.carbohydrates = builder.carbohydrates; } // Getter 方法 public int getServingSize() { return servingSize; } public int getServings() { return servings; } public int getCalories() { return calories; } public int getSodium() { return sodium; } public int getCarbohydrates() { return carbohydrates; } // 静态内部类 Builder public static class Builder { private final int servingSize; private final int servings; private int calories = 0; private int sodium = 0; private int carbohydrates = 0; // 必要参数的构造函数 public Builder(int servingSize, int servings) { this.servingSize = servingSize; this.servings = servings; } // 设置可选参数的方法,支持链式调用 public Builder calories(int val) { this.calories = val; return this; } public Builder sodium(int val) { this.sodium = val; return this; } public Builder carbohydrates(int val) { this.carbohydrates = val; return this; } // 构建最终对象 public NutritionFacts build() { return new NutritionFacts(this); } } } // 使用示例 NutritionFacts cocaCola = new NutritionFacts.Builder(240, 8) .calories(100) .sodium(35) .carbohydrates(27) .build(); ``` 上述代码展示了如何通过Builder模式构建一个复杂的`NutritionFacts`对象。通过链式调用,可以清晰地设置对象的各个属性。 ### 注意事项 - **必要参数与可选参数**:Builder模式的一个重要特性是区分必要参数和可选参数。必要参数通常在Builder类的构造函数中指定,而可选参数则通过链式调用设置[^2]。 - **不可变对象**:通过私有构造函数和Builder类,可以确保生成的对象是不可变的,从而提高程序的安全性[^4]。 - **适用场景**:当对象的构造需要多步初始化或赋值时,Builder模式尤为适用[^1]。
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