JAVA设计模式5:建造者模式,将对象的构建过程与其表示分离

简介: JAVA设计模式5:建造者模式,将对象的构建过程与其表示分离

一、什么是建造者模式

建造者模式是一种创建型设计模式,它将对象的构建过程与其表示分离,以便于相同的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的主要思想是将一个复杂对象的构建过程分离成多个简单的对象构建步骤,并通过一个指导者来控制这些构建步骤的顺序和方式。这样可以灵活地创建不同的对象表示,而无需改变构建过程的逻辑。

建造者模式通常由以下 4 44 个角色组成。

  • 产品(Product):需要被构建的复杂对象,包含多个部分或属性。
  • 抽象建造者(Builder):定义了构建产品的抽象方法,并且通常包含获取最终产品的方法。
  • 具体建造者(Concrete Builder):实现了抽象建造者接口,定义了具体的构建步骤和逻辑。
  • 指导者(Director):负责控制建造过程的顺序和方式,最终返回构建好的产品。

建造者模式的优点包括以下 3 33 点,请同学们认真学习。

  • 可以对构建过程进行精细控制,灵活性较高。
  • 可以将复杂对象的构建过程与其表示分离,使得代码更加可读、可维护。
  • 可以重复使用相同的构建过程来创建不同的对象表示。

建造者模式的应用场景包括以下两点。

  • 需要创建复杂对象,且对象的构建过程与其表示相对独立。
  • 需要创建不同表示的对象,但使用相同的构建过程。

建造者模式通过将复杂对象的构建过程分解为多个简单的构建步骤,使得构建过程灵活可控,同时可以创建不同的对象表示。它是一种优秀的创建型设计模式,在许多场景下都有着广泛应用。


二、建造者模式实例

当我们使用建造者模式创建一个简单的汽车对象时,可以按照如下方式实现,请同学们复制到本地执行。

// 产品类:汽车
class Car {
    private String brand;
    private String color;
    private int wheels;
    public void setBrand(String brand) {
        this.brand = brand;
    }
    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }
    public void setWheels(int wheels) {
        this.wheels = wheels;
    }
    public void showInfo() {
        System.out.println("Car brand: " + brand);
        System.out.println("Car color: " + color);
        System.out.println("Number of wheels: " + wheels);
    }
}
// 抽象建造者类
abstract class CarBuilder {
    protected Car car;
    public Car getCar() {
        return car;
    }
    public abstract void buildBrand();
    public abstract void buildColor();
    public abstract void buildWheels();
}
// 具体建造者类:SUV汽车建造者
class SuvCarBuilder extends CarBuilder {
    public SuvCarBuilder() {
        car = new Car();
    }
    public void buildBrand() {
        car.setBrand("SUV");
    }
    public void buildColor() {
        car.setColor("Black");
    }
    public void buildWheels() {
        car.setWheels(4);
    }
}
// 具体建造者类:跑车建造者
class SportsCarBuilder extends CarBuilder {
    public SportsCarBuilder() {
        car = new Car();
    }
    public void buildBrand() {
        car.setBrand("Sports Car");
    }
    public void buildColor() {
        car.setColor("Red");
    }
    public void buildWheels() {
        car.setWheels(4);
    }
}
// 指导者类:负责控制建造过程
class CarDirector {
    private CarBuilder carBuilder;
    public void setCarBuilder(CarBuilder carBuilder) {
        this.carBuilder = carBuilder;
    }
    public Car getCar() {
        return carBuilder.getCar();
    }
    public void constructCar() {
        carBuilder.buildBrand();
        carBuilder.buildColor();
        carBuilder.buildWheels();
    }
}
// 客户端类
public class BuilderPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        CarDirector director = new CarDirector();
        CarBuilder suvBuilder = new SuvCarBuilder();
        director.setCarBuilder(suvBuilder);
        director.constructCar();
        Car suvCar = director.getCar();
        suvCar.showInfo();
        CarBuilder sportsCarBuilder = new SportsCarBuilder();
        director.setCarBuilder(sportsCarBuilder);
        director.constructCar();
        Car sportsCar = director.getCar();
        sportsCar.showInfo();
    }
}

在上面的代码中,我们定义了一个产品类Car,它具有品牌、颜色和轮子数量属性,以及展示信息的方法。然后,我们定义了抽象建造者类 CarBuilder,包含了构建汽车品牌、颜色和轮子数量的抽象方法。

接着,我们创建了两个具体建造者类 SuvCarBuilderSportsCarBuilder,分别实现了抽象建造者类的方法来创建不同类型的汽车。

最后,我们定义了一个指导者类 CarDirector,负责控制建造过程,并提供获取构建好的汽车对象的方法。在客户端代码中,我们使用指导者类来指定具体的建造者对象,并进行构建过程,最终得到构建好的汽车对象,并展示其信息。

这个示例展示了建造者模式的实现,根据不同的建造者,可以构建不同类型的汽车对象,而无需直接调用构造函数或设置每个属性。这种方式可以提高代码的可读性和可维护性,同时允许我们灵活地控制构建过程。


三、建造者模式的应用场景

建造者模式适用于以下 5 55 个应用场景,请同学们认真学习。

  1. 创建复杂对象:当需要创建一个复杂对象,并且该对象的构建过程涉及多个步骤和组件时,可以使用建造者模式。通过将构建过程分解为多个步骤,每个步骤由具体的建造者负责实现,可以使得对象的构建过程更加清晰和可控。
  2. 创建多个相似对象:当需要创建多个具有相同构建过程但具有不同表示的对象时,可以使用建造者模式。通过在同一个构建过程下,使用不同的具体建造者,可以创建多个不同的对象表示。
  3. 隐藏对象的构建细节:当需要隐藏对象的构建细节,使得客户端代码与具体构建过程解耦时,可以使用建造者模式。客户端只需关注指导者类和抽象建造者类,不需要知道具体的构建过程和实现细节。
  4. 构建过程灵活可变:当对象的构建过程需要根据不同的需求进行灵活变化时,可以使用建造者模式。通过定义不同的具体建造者,可以根据不同的需求选择合适的建造者,从而构建出不同的对象。
  5. 代码的可读性和可维护性要求较高:当需要编写易于阅读和维护的代码时,可以使用建造者模式。通过将复杂的构建过程封装在具体建造者中,使得客户端代码更加简洁和易于理解。

总的来说,建造者模式适用于需要创建复杂对象、隐藏构建细节、灵活变化构建过程、创建多个相似对象以及提高代码可读性和可维护性的场景。


四、建造者模式面试题

  1. 什么是建造者模式?它的作用是什么?
  2. 建造者模式与工厂模式有什么区别?
  3. Builder模式中的角色有哪些?
  4. 建造者模式的优点是什么?
  5. 如何实现一个简单的建造者模式?
  6. 建造者模式的适用场景是什么?
  7. 建造者模式有什么缺点或限制?
  8. 如何在建造者模式中实现可选参数?
  9. 如何在建造者模式中处理依赖关系?
  10. 建造者模式和装饰者模式之间有什么区别?
相关文章
|
6天前
|
存储 Java
Java中判断一个对象是否是空内容
在 Java 中,不同类型的对象其“空内容”的定义和判断方式各异。对于基本数据类型的包装类,空指对象引用为 null;字符串的空包括 null、长度为 0 或仅含空白字符,可通过 length() 和 trim() 判断;集合类通过 isEmpty() 方法检查是否无元素;数组的空则指引用为 null 或长度为 0。
|
26天前
|
Java
Java快速入门之类、对象、方法
本文简要介绍了Java快速入门中的类、对象和方法。首先,解释了类和对象的概念,类是对象的抽象,对象是类的具体实例。接着,阐述了类的定义和组成,包括属性和行为,并展示了如何创建和使用对象。然后,讨论了成员变量与局部变量的区别,强调了封装的重要性,通过`private`关键字隐藏数据并提供`get/set`方法访问。最后,介绍了构造方法的定义和重载,以及标准类的制作规范,帮助初学者理解如何构建完整的Java类。
|
24天前
|
安全 Java
Object取值转java对象
通过本文的介绍,我们了解了几种将 `Object`类型转换为Java对象的方法,包括强制类型转换、使用 `instanceof`检查类型和泛型方法等。此外,还探讨了在集合、反射和序列化等常见场景中的应用。掌握这些方法和技巧,有助于编写更健壮和类型安全的Java代码。
38 17
|
1月前
|
Java
java代码优化:判断内聚到实体对象中和构造上下文对象传递参数
通过两个常见的java后端实例场景探讨代码优化,代码不是优化出来的,而是设计出来的,我们永远不可能有专门的时间去做代码优化,优化和设计在平时
32 15
|
3月前
|
设计模式 消息中间件 搜索推荐
Java 设计模式——观察者模式:从优衣库不使用新疆棉事件看系统的动态响应
【11月更文挑战第17天】观察者模式是一种行为设计模式,定义了一对多的依赖关系,使多个观察者对象能直接监听并响应某一主题对象的状态变化。本文介绍了观察者模式的基本概念、商业系统中的应用实例,如优衣库事件中各相关方的动态响应,以及模式的优势和实际系统设计中的应用建议,包括事件驱动架构和消息队列的使用。
|
3月前
|
设计模式 Java 数据库连接
Java编程中的设计模式:单例模式的深度剖析
【10月更文挑战第41天】本文深入探讨了Java中广泛使用的单例设计模式,旨在通过简明扼要的语言和实际示例,帮助读者理解其核心原理和应用。文章将介绍单例模式的重要性、实现方式以及在实际应用中如何优雅地处理多线程问题。
56 4
|
2月前
|
设计模式 前端开发 搜索推荐
前端必须掌握的设计模式——模板模式
模板模式(Template Pattern)是一种行为型设计模式,父类定义固定流程和步骤顺序,子类通过继承并重写特定方法实现具体步骤。适用于具有固定结构或流程的场景,如组装汽车、包装礼物等。举例来说,公司年会节目征集时,蜘蛛侠定义了歌曲的四个步骤:前奏、主歌、副歌、结尾。金刚狼和绿巨人根据此模板设计各自的表演内容。通过抽象类定义通用逻辑,子类实现个性化行为,从而减少重复代码。模板模式还支持钩子方法,允许跳过某些步骤,增加灵活性。
137 11
|
3月前
|
设计模式 安全 Java
Kotlin教程笔记(51) - 改良设计模式 - 构建者模式
Kotlin教程笔记(51) - 改良设计模式 - 构建者模式
|
24天前
|
设计模式
「全网最细 + 实战源码案例」设计模式——模式扩展(配置工厂)
该设计通过配置文件和反射机制动态选择具体工厂,减少硬编码依赖,提升系统灵活性和扩展性。配置文件解耦、反射创建对象,新增产品族无需修改客户端代码。示例中,`CoffeeFactory`类加载配置文件并使用反射生成咖啡对象,客户端调用时只需指定名称即可获取对应产品实例。
86 40
|
5月前
|
设计模式 数据库连接 PHP
PHP中的设计模式:提升代码的可维护性与扩展性在软件开发过程中,设计模式是开发者们经常用到的工具之一。它们提供了经过验证的解决方案,可以帮助我们解决常见的软件设计问题。本文将介绍PHP中常用的设计模式,以及如何利用这些模式来提高代码的可维护性和扩展性。我们将从基础的设计模式入手,逐步深入到更复杂的应用场景。通过实际案例分析,读者可以更好地理解如何在PHP开发中应用这些设计模式,从而写出更加高效、灵活和易于维护的代码。
本文探讨了PHP中常用的设计模式及其在实际项目中的应用。内容涵盖设计模式的基本概念、分类和具体使用场景,重点介绍了单例模式、工厂模式和观察者模式等常见模式。通过具体的代码示例,展示了如何在PHP项目中有效利用设计模式来提升代码的可维护性和扩展性。文章还讨论了设计模式的选择原则和注意事项,帮助开发者在不同情境下做出最佳决策。

热门文章

最新文章