Builder 设计模式

最新推荐文章于 2025-06-02 02:55:40 发布

forever蔷薇

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文章标签：设计模式 java 数据库

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前言

Builder设计模式，也叫做构建者模式或者建造者模式，名字只是一种叫法，理解这三种名称指的是同一种模式就可以了。Builder设计模式在编码过程中属于比较常用的模式之一，优秀的设计模式总是会受到广大开发者的青睐。

这里必须提一句：设计模式重要的是思想，一种设计模式可能有多种实现方式。

Builder 模式应用场景

Builder 模式适用于以下几种情况：

复杂对象的创建：
- 当一个对象包含多个组成部分，且这些部分的创建和组装顺序较为复杂时，使用 Builder 模式可以将创建过程步骤化，使代码更清晰、可读、可维护。
- 例如，创建一个包含多个组件的复杂产品（如计算机、汽车等）时，可以使用 Builder 模式来逐步构建各个组件。
同一创建过程不同表示：
- 当一个对象的创建过程可以有不同的表示方式时，Builder 模式可以通过不同的具体构建者实现不同的表示方式。
- 例如，同样是建造房屋，不同的构建者可以建造出不同风格的房屋（如现代风格、古典风格等）。
减少构造函数参数：
- 当一个类有多个可选参数时，使用 Builder 模式可以避免构造函数参数过多的问题，使得对象的创建更为灵活。
- 例如，一个用户类有多个可选参数（如用户名、年龄、地址等），可以使用 Builder 模式逐步设置这些参数，而不是通过一个包含多个参数的构造函数来创建对象。
提高代码的可读性和可维护性：
- 使用 Builder 模式可以使代码更易读，创建过程清晰明确，减少出错的可能性。
- 例如，创建复杂对象时，可以一步一步地设置对象的各个部分，而不是通过一个复杂的构造函数或一系列的 setter 方法。

Builder 模式的结构

Builder 模式通常包括以下几个部分：

Product（产品）：
- 需要创建的复杂对象。
Builder（抽象建造者）：
- 定义创建产品各个子部件的接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：
- 实现 Builder 接口，完成产品各个部件的具体构造方法，并负责组装产品的各个部件，最后返回完整的产品实例。
Director（指挥者）：
- 调用具体建造者以创建产品对象，负责组织创建过程，包含一个 Builder 类型的对象。

示例代码

以下是使用 Builder 模式创建一个复杂对象（如电脑）的示例代码：

// 产品类
class Computer {
    private String CPU;
    private String GPU;
    private String RAM;
    private String storage;

    // 私有构造函数，避免直接创建对象
    private Computer(Builder builder) {
        this.CPU = builder.CPU;
        this.GPU = builder.GPU;
        this.RAM = builder.RAM;
        this.storage = builder.storage;
    }

    // 静态内部类 Builder
    public static class Builder {
        private String CPU;
        private String GPU;
        private String RAM;
        private String storage;

        public Builder setCPU(String CPU) {
            this.CPU = CPU;
            return this;
        }

        public Builder setGPU(String GPU) {
            this.GPU = GPU;
            return this;
        }

        public Builder setRAM(String RAM) {
            this.RAM = RAM;
            return this;
        }

        public Builder setStorage(String storage) {
            this.storage = storage;
            return this;
        }

        public Computer build() {
            return new Computer(this);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Computer [CPU=" + CPU + ", GPU=" + GPU + ", RAM=" + RAM + ", storage=" + storage + "]";
    }
}

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Computer computer = new Computer.Builder()
                .setCPU("Intel i9")
                .setGPU("NVIDIA RTX 3080")
                .setRAM("32GB")
                .setStorage("1TB SSD")
                .build();

        System.out.println(computer);
    }
}