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设计模式--建造者模式详解

news 来源：原创 2025/7/4 19:59:40

建造者模式

建造者模式也属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式
定义：将一个复杂对象的构建和它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示（假设有不同的建造者实现类，可以产生不同的产品）
主要作用：在用户不知道对象的创建过程和细节的情况下（用户只需要调指挥者来创建就可以了）就可以直接创建复杂的对象。
用户只需要给出指定复杂对象的类型和内容，建造者负责按顺序创建复杂对象（把内部的建造过程和细节隐藏起来）
例子：
- 工厂（建造者模式）：负责制造汽车（组装过程和细节在工厂内）
- 汽车购买者（用户）：你只要说出你需要的型号（对象的类型与内容），然后可以直接购买就可以使用了（虽然不知道汽车怎么组装的（车轮、车门、发动机、方向盘等等））

角色分析：

既然是建造者模式，那么我们还是继续就以造房子为例子，假设将造房简化为以下步骤：
- 地基
- 钢筋工程
- 铺电线
- 粉刷

如果要盖一间房子，首先是要一个建筑公司或工程承包商（指挥者），承包商指挥工人（具体建造者）来造房子（产品），最后验收

代码展示：

首先先创建抽象建造者

package com.lyc.builder.demo01;
//抽象的建造者，只负责定义一些接口与方法
public abstract class Builder {public abstract void buildPartA();public abstract void buildPartB();public abstract void buildPartC();public abstract void buildPartD();//完工：得到产品public abstract Product getResult();
}

再创建产品类

package com.lyc.builder.demo01;import lombok.Data;//产品：房子
@Data
public class Product {private String partA;private String partB;private String partC;private String partD;
}

再创建具体建造者实现类

package com.lyc.builder.demo01;
//具体的建造者 worker是builder的具体实现，一个builder可能有几个不同的worker
public class Worker extends Builder{private Product product;public Worker(){product = new Product();}@Overridepublic void buildPartA() {product.setPartA("partA");System.out.println("partA");}@Overridepublic void buildPartB() {product.setPartB("partB");System.out.println("partB");}@Overridepublic void buildPartC() {product.setPartC("partC");System.out.println("partC");}@Overridepublic void buildPartD() {product.setPartD("partD");System.out.println("partD");}@Overridepublic Product getResult() {return product;}
}

在创建指挥类Director

package com.lyc.builder.demo01;
//指挥者 核心，负责指挥构建一个工程，工程如何构建，有他决定
public class Director {//指挥工人按照顺序建造房子public Product builder(Builder builder){//指挥者可以指挥工人按照不同的顺序执行方法，builder.buildPartA();builder.buildPartB();builder.buildPartC();builder.buildPartD();//返回产品return builder.getResult();}
}

最后进行测试

public class Test {public static void main(String[] args) {//指挥Director director = new Director();Product builder = director.builder(new Worker());System.out.println(builder.toString());}
}

细节分析：

上面示例是Builder模式的常规用法，导演Director在Builder模式中具有重要的作用，它用于指导具体构建者如何构建产品，控制调用先后次序，并向调用者返回完整的产品类，但是有些情况下需要简化系统结构，可以把Director与抽象建造者进行结合
通过静态内部类方式实现零件无序装配构造，这种方式使用更加灵活，更符合定义，内部有复杂对象的默认实现，使用时可以根据用户需求自由定义更改内容，并且无需改变具体的构造方式。就可以生产出不同复杂的产品
比如：汉堡套餐，服务员（具体建造者）可以随意搭配任意几种产品组成一款套餐（产品），比第一种少了Director，主要是因为第二种方式把指挥者交给用户操作，使得产品创建更加简单灵活

第二种方式代码展示：

首先还是需要创建抽象建造类

public abstract class Builder {public abstract Builder buildPartA(String msg); //汉堡public abstract Builder buildPartB(String msg); //可乐public abstract Builder buildPartC(String msg); //薯条public abstract Builder buildPartD(String msg); //甜品// 返回产品public abstract Product getResult();
}

创建产品类（这里存放着默认的产品）

import lombok.Data;//产品：套餐
@Data
public class Product {//默认套餐private String partA = "汉堡";private String partB = "可乐";private String partC = "薯条";private String partD = "甜点";
}

具体的创建者实现类

package com.lyc.builder.demo02;
//具体建造者
public class Worker extends Builder{private Product product;public Worker(){product = new Product();}@Overridepublic Builder buildPartA(String msg) {product.setPartA(msg);return this;}@Overridepublic Builder buildPartB(String msg) {product.setPartB(msg);return this;}@Overridepublic Builder buildPartC(String msg) {product.setPartC(msg);return this;}@Overridepublic Builder buildPartD(String msg) {product.setPartD(msg);return this;}@Overridepublic Product getResult() {return product;}
}

最后进行测试

package com.lyc.builder.demo02;public class Test {public static void main(String[] args) {//服务员Worker worker = new Worker();//链式编程 :在原来的基础上，可以自由组合，如果不组合，也有默认的套餐Product result = worker.buildPartA("全家桶").buildPartB("雪碧").getResult();System.out.println(result.toString());}
}

这里将指挥者与客户端相结合，让客户端自己来进行套餐的搭配。

建造者模式与工厂模式的区别：

工厂模式是造什么，建造者模式是怎么造，一个宏观，一个微观

建造者模式优点：

产品的建造与表示分离，实现了解耦，使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
将复杂的产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰
具体的建造者类之间是相互独立的，这有利于系统的扩展，增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，符合“开闭原则”。

缺点：

建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似；如果产品之间的差异性很大，则不适合使用创造者模式，因此其适用范围受到了一定的限制。
如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者来实现这种变化，导致系统变得很庞大

应用场景：

需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性；
隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。
适合于一个具有较多的零件（属性）的产品（对象）的创建过程。

建造者与抽象工厂模式的比较：

与抽象工厂模式相比，建造者模式返回一个组装好的完整产品，而抽象工厂模式返回一系列相关的产品，这些产品位于不同的产品等级结构，构成了一个产品族。
在抽象工厂模式中，客户端实例化工厂类，然后调用工厂方法获取所需产品对象，抽象工厂模式侧重于直接通过工厂制造获得对象 而在建造者模式中客户端可以不直接调用建造者的相关方法，而是通过指挥者类来指导如何生成对象，包括对象的组装过程和建造步骤，它侧重于一步步构造一个复杂对象，返回一个完整的对象。
如果将抽象工厂模式看成汽车配件生产工厂，生产一个产品族的产品，那么建造者模式就是一个汽车组装工厂，通过对部件的组装可以返回一辆完整的汽车!

我们需要清楚的认识到工厂模式与创建者模式的区别，并且勤加练习，希望对大家有所帮助

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