java建造者模式的特徵及應用場景

建造者模式

#模式的定義與特徵

建造者（Builder）模式的定義：指將一個複雜物件的建構與它的表示分離，使同樣的建構過程可以創造不同的表示，這樣的設計模式被稱為建造者模式。它是將一個複雜的對象分解為多個簡單的對象，然後一步一步建構而成。它將變與不變相分離，即產品的組成部分是不變的，但每一部分是可以靈活選擇的。

此模式的主要優點如下：

各個特定的建造者相互獨立，有利於系統的擴展。客戶端不必知道產品內部組成的細節，以便控制細節風險。

其缺點如下：

產品的組成部分必須相同，這限制了其使用範圍。如果產品的內部變化複雜，該模式會增加很多的建造者類。

建造者（Builder）模式和工廠模式的關注點不同：建造者模式註重零件的組裝過程，而工廠方法模式更注重零件的創建過程，但兩者可以結合使用。

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模式的結構與實作

建造者（Builder）模式由產品、抽象建造者、具體建造者、指揮者等4 個要素構成，現在我們來分析其基本結構和實現方法。

1. 模式的結構

建造者（Builder）模式的主要角色如下。

產品角色（Product）：它是包含多個組成部件的複雜對象，由具體建造者來創建其各個滅部件。抽象建造者（Builder）：它是一個包含創建產品各個子部件的抽象方法的接口，通常還包含一個返回複雜產品的方法 getResult()。具體建造者(Concrete Builder）：實現 Builder 接口，完成複雜產品的各個部件的具體創建方法。指揮者（Director）：它呼叫建造者物件中的部件建構與組裝方法完成複雜物件的創建，在指揮者中不涉及具體產品的資訊。

其結構圖如下：

2.模式的實作

(1) 產品角色：包含多個組成部件的複雜物件。

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) 抽象建構者：包含建立產品各個子部件的抽象方法。

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) 具體建造者：實作了抽象建造者介面。

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) 指揮者：呼叫建造者中的方法完成複雜物件的建立。

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) 客戶端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        Product product = director.construct();
        product.show();
    }
}

模式的應用場景

建造者（Builder）模式創建的是複雜對象，其產品的各個部分經常面臨劇烈的變化，但將它們組合在一起的演算法卻相對穩定，所以它通常在以下場合使用。

所建立的物件較複雜，由多個部件構成，各部件面臨複雜的變化，但構件間的建造順序是穩定的。創建複雜物件的演算法獨立於該物件的組成部分以及它們的組裝方式，即產品的建構過程和最終的表示是獨立的。

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