建造者模式是一种对象创建型设计模式，用于创建复杂对象。其核心思想是将一个复杂对象的构建与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。建造者模式通常包括一个Director类，用于管理构建过程，和多个Builder类，每个Builder负责构造复杂对象的一部分。
建造者模式的概念
建造者模式主要用于需要生成的对象具有复杂的内部结构，当这些对象的构造过程需要被细分为不同的步骤，或者需要多个部分或子对象协同工作才能生成时非常有用。它允许用户仅通过指定复杂对象的类型和内容就能构建它们，隐藏了内部构造的细节。
建造者模式的优点
- 分步骤构造复杂对象：建造者模式允许按步骤构造一个复杂对象，不必一次性指定所有的构建细节。这使得构建方法可以更清晰、更灵活。
- 可以很容易地改变产品的内部表示：具体建造者之间相互独立，增加新的具体建造者无需修改现有类的代码，很好地遵循了开闭原则。
- 封装性好：用户不需要知道对象的内部构建细节，建造者会负责处理对象的构建过程。
建造者模式的缺点
- 会产生多余的Builder对象以及Director对象：可能会导致系统的复杂性增加。
- 产品之间的差异性必须足够大：如果产品之间的差异性不大，则不一定需要使用建造者模式。
Java代码示例
假设我们要创建一个Computer对象，它有CPU、RAM、storage等属性。我们可以使用建造者模式来逐步构建这个复杂对象。
首先定义Computer类和ComputerBuilder接口：
java复制代码
public class Computer {
private String CPU;
private String RAM;
private String storage;
// Computer的构造方法设置为private，通过Builder来构建
private Computer(String CPU, String RAM, String storage) {
this.CPU = CPU;
this.RAM = RAM;
this.storage = storage;
}
// Getter方法省略...
public static class Builder {
private String CPU;
private String RAM;
private String storage;
public Builder setCPU(String CPU) {
this.CPU = CPU;
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(CPU, RAM, storage);
}
}
}
使用建造者模式构建对象：
java复制代码
public class BuilderPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
Computer computer = new Computer.Builder()
.setCPU("Intel Core i7")
.setRAM("16GB")
.setStorage("1TB SSD")
.build();
System.out.println(computer); // 此处应有Computer类的toString方法输出计算机配置
}
}
在这个例子中，Computer的构造函数被设为私有，这意味着它不能直接被外部类实例化。相反，Computer的构建过程被封装在其静态内部类Builder中。客户端代码通过链式调用Builder类的方法来逐步设置Computer对象的状态，最后通过调用build方法来获取最终构建的对象。这种方式使得客户端代码在构建复杂对象时更加清晰、灵活。
