建造者模式
模式的定义与特点
建造者(Builder)模式的定义:指将一个复杂对象的构造与它的表示分离,使同样的构建过程可以创建不同的表示,这样的设计模式被称为建造者模式。它是将一个复杂的对象分解为多个简单的对象,然后一步一步构建而成。它将变与不变相分离,即产品的组成部分是不变的,但每一部分是可以灵活选择的。
该模式的主要优点如下:
各个具体的建造者相互独立,有利于系统的扩展。客户端不必知道产品内部组成的细节,便于控制细节风险。
其缺点如下:
产品的组成部分必须相同,这限制了其使用范围。如果产品的内部变化复杂,该模式会增加很多的建造者类。
建造者(Builder)模式和工厂模式的关注点不同:建造者模式注重零部件的组装过程,而工厂方法模式更注重零部件的创建过程,但两者可以结合使用。
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模式的结构与实现
建造者(Builder)模式由产品、抽象建造者、具体建造者、指挥者等 4 个要素构成,现在我们来分析其基本结构和实现方法。
1. 模式的结构
建造者(Builder)模式的主要角色如下。
产品角色(Product):它是包含多个组成部件的复杂对象,由具体建造者来创建其各个滅部件。抽象建造者(Builder):它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口,通常还包含一个返回复杂产品的方法 getResult()。具体建造者(Concrete Builder):实现 Builder 接口,完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。指挥者(Director):它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建,在指挥者中不涉及具体产品的信息。
其结构图如下所示:
2. 模式的实现
(1) 产品角色:包含多个组成部件的复杂对象。
public class Product { private String partA; private String partB; private String partC; public void setPartA(String partA) { this.partA = partA; } public void setPartB(String partB) { this.partB = partB; } public void setPartC(String partC) { this.partC = partC; } public void show() { //显示产品的特性 } }
(2) 抽象建造者:包含创建产品各个子部件的抽象方法。
public abstract class Builder { //创建产品对象 protected Product product = new Product(); public abstract void buildPartA(); public abstract void buildPartB(); public abstract void buildPartC(); //返回产品对象 public Product getResult() { return product; } }
(3) 具体建造者:实现了抽象建造者接口。
public class ConcreteBuilder extends Builder { public void buildPartA() { product.setPartA("建造 PartA"); } public void buildPartB() { product.setPartA("建造 PartB"); } public void buildPartC() { product.setPartA("建造 PartC"); } }
(4) 指挥者:调用建造者中的方法完成复杂对象的创建。
public class Director { private Builder builder; public Director(Builder builder) { this.builder = builder; } //产品构建与组装方法 public Product construct() { builder.buildPartA(); builder.buildPartB(); builder.buildPartC(); return builder.getResult(); } }
(5) 客户端
public class Client { public static void main(String[] args) { Builder builder = new ConcreteBuilder(); Director director = new Director(builder); Product product = director.construct(); product.show(); } }
模式的应用场景
建造者(Builder)模式创建的是复杂对象,其产品的各个部分经常面临着剧烈的变化,但将它们组合在一起的算法却相对稳定,所以它通常在以下场合使用。
创建的对象较复杂,由多个部件构成,各部件面临着复杂的变化,但构件间的建造顺序是稳定的。创建复杂对象的算法独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式,即产品的构建过程和最终的表示是独立的。
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