设计模式教程：建造者模式
设计模式教程：建造者模式
用户12001855
发布于 2026-01-20 15:54:49
发布于 2026-01-20 15:54:49
建造者模式（Builder Pattern）是一种设计模式，属于创建型模式。它的主要目的是将一个复杂对象的构建过程与表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。换句话说，建造者模式允许你一步步构建一个复杂的对象，同时避免构造过程中的各种冗杂细节。
1. 适用场景
当需要创建一个复杂对象时（对象内部有很多属性需要设定），而你又不希望通过构造函数传递大量的参数，或者通过不同的构造函数变种来创建时，建造者模式非常适用。它有助于提升代码的可读性和可维护性。
2. 组成部分
建造者模式通常包括以下几个角色：
- Product（产品）：最终构建出来的复杂对象。
- Builder（建造者）：定义了创建产品各个部件的步骤，但不同的建造者会有不同的实现。
- ConcreteBuilder（具体建造者）：实现Builder接口，定义了如何组装各个部件。
- Director（指挥者）：负责控制构建的流程。它会调用建造者提供的方法来构建产品。指挥者与具体建造者解耦。
- Client（客户端）：负责提供具体的建造者对象并请求构建过程。
3. 结构图
+------------+
| Director |-------------------+
+------------+ |
| |
v v
+------------+ +-------------------+
| Builder |<----------| ConcreteBuilder |
+------------+ +-------------------+
| |
v v
+-------------------+ +-----------------+
| Product | | Product |
+-------------------+ +-----------------+4. 举个例子：构建一辆车
假设我们要构建一辆复杂的车，每辆车可能有不同的属性，比如车轮、车门、引擎等。我们可以使用建造者模式来构建这辆车。
代码示例：
// 产品类：车
class Car {
private String engine;
private String wheels;
private String doors;
public void setEngine(String engine) {
this.engine = engine;
}
public void setWheels(String wheels) {
this.wheels = wheels;
}
public void setDoors(String doors) {
this.doors = doors;
}
@Override
public String toString() {
return "Car [engine=" + engine + ", wheels=" + wheels + ", doors=" + doors + "]";
}
}
// 建造者接口
interface CarBuilder {
void buildEngine();
void buildWheels();
void buildDoors();
Car getCar();
}
// 具体建造者1：Tesla车
class TeslaCarBuilder implements CarBuilder {
private Car car;
public TeslaCarBuilder() {
this.car = new Car();
}
@Override
public void buildEngine() {
car.setEngine("Electric Engine");
}
@Override
public void buildWheels() {
car.setWheels("Tesla Wheels");
}
@Override
public void buildDoors() {
car.setDoors("4 Doors");
}
@Override
public Car getCar() {
return car;
}
}
// 具体建造者2：BMW车
class BMWCarBuilder implements CarBuilder {
private Car car;
public BMWCarBuilder() {
this.car = new Car();
}
@Override
public void buildEngine() {
car.setEngine("V6 Engine");
}
@Override
public void buildWheels() {
car.setWheels("BMW Wheels");
}
@Override
public void buildDoors() {
car.setDoors("4 Doors");
}
@Override
public Car getCar() {
return car;
}
}
// 指挥者：构建过程
class Director {
private CarBuilder builder;
public Director(CarBuilder builder) {
this.builder = builder;
}
public void construct() {
builder.buildEngine();
builder.buildWheels();
builder.buildDoors();
}
public Car getCar() {
return builder.getCar();
}
}
// 客户端
public class Main {
public static void main(String[] args) {
CarBuilder teslaBuilder = new TeslaCarBuilder();
Director director = new Director(teslaBuilder);
director.construct();
Car tesla = director.getCar();
System.out.println(tesla);
CarBuilder bmwBuilder = new BMWCarBuilder();
director = new Director(bmwBuilder);
director.construct();
Car bmw = director.getCar();
System.out.println(bmw);
}
}5. 运行结果：
Car [engine=Electric Engine, wheels=Tesla Wheels, doors=4 Doors]
Car [engine=V6 Engine, wheels=BMW Wheels, doors=4 Doors]6. 总结
- 优点：
- 可以使用不同的建造者构建不同的表示。
- 通过一步步构建，避免了复杂的构造函数。
- 可以使对象的构建过程更加灵活和可控制。
- 缺点：
- 建造者模式通常需要多个类来进行分工和协调，增加了代码的复杂度。
- 适合构建复杂对象，简单对象使用建造者模式可能显得有些“过于”复杂。
建造者模式尤其适用于构建层次复杂、参数众多的对象时，避免了大量的构造函数重载，能够提高代码的可读性和维护性。
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