【建造者模式】

我是默，一个在CSDN分享笔记的博主。

在这里，我要推荐给大家我的专栏《20种Java设计模式》。

无论你是编程小白，还是有一定基础的程序员，这个专栏都能满足你的需求。我会用最简单易懂的语言，带你走进Java的世界，让你从零开始，一步步成为JAVA大师。

让我们在Java的世界里畅游吧！

如果感觉还不错的话请记得给我点赞哦！

期待你的加入，一起学习，一起进步！

一.建造者模式的入门介绍

1.什么是建造者模式？

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，用于创建复杂对象。它将一个对象的构建过程和表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的核心思想是将对象的构建过程从其表示中解耦出来，使得可以独立地创建不同的产品。通过指挥者来组织构建过程，客户端无需关心具体的构建细节，只需要通过指挥者来获得最终构建完成的产品。

建造者模式适用于需要创建复杂对象，且创建过程具有一定的顺序或步骤的情况。它提供了更好的灵活性和可扩展性，使得可以通过增加或更改具体的建造者来创建不同的产品变种。同时，它也避免了构造函数参数过多的问题，使得代码更加清晰易读。

总结起来，建造者模式能够将复杂对象的构建过程与其表示分离，提供了一种优雅的方式来创建具有不同配置的对象。   

2.建造者模式通常涉及到几的角色！

产品（Product）：表示要构建的复杂对象。它通常包含多个部分或属性。

抽象建造者（Abstract Builder）：定义了创建产品各个部分的接口，并提供了一个获取产品的方法。典型的方法包括创建部件、组装部件以及返回最终产品。

具体建造者（Concrete Builder）：实现了抽象建造者接口，负责实际构建产品的各个部分，并返回最终的产品。

指挥者（Director）：负责使用抽象建造者定义的接口来构建产品。它通常不知道具体的构建过程，只负责根据具体的构建者来组织构建过程。

3.建造者模式适用于以下场景：

创建对象的构造过程比较复杂，包含多个可选参数或具有多个步骤。

希望创建不同配置的对象，但避免使用过多的构造函数或参数。

需要保证对象在构造过程中是不可变的，即一旦构建完成，就不能再修改。

希望提供一种清晰的方式来构建对象，并且可以按顺序设置属性。

通过拆分对象的构建过程，可以将共同的构建逻辑抽象出来，提高代码的重用性。

4.建造者模式的优点和不足

4.1建造者模式的优点：

封装了对象的创建过程，使得对象的构建代码与客户端代码分离，提高了代码的可读性和可维护性。

可以灵活地构建不同配置的对象，而无需编写多个构造函数或使用复杂的参数列表。

可以通过建造者类提供额外的方法来设置对象的特定属性，使得代码的可扩展性更好。

可以控制对象的构建过程，例如可以进行参数校验、设置默认值等操作。

可以生成不可变的对象，保证了对象在构造完成后的不可变性。

4.2建造者模式的不足

增加了代码量：使用建造者模式会引入额外的建造者类以及对应的方法，这可能增加代码的复杂性和量，特别是当有多个属性需要设置时。

对象构建过程被分离：建造者模式将对象的构建过程分离到不同的方法中，这导致在客户端代码中无法一目了然地看到对象的完整构建过程。

可能会产生多余的对象：在建造者模式中，通过调用不同的建造者方法来设置对象的不同属性，这可能会导致创建了过多的中间对象，增加了内存的开销。

不适合简单对象的创建：建造者模式适用于创建复杂对象，但对于那些属性较少、构建过程简单的对象，使用建造者模式可能过于繁琐，反而增加了代码的复杂性。

不支持方法链式调用：在传统的建造者模式中，每个建造者方法返回的是建造者对象自身，无法进行方法链式调用。如果希望实现方法链式调用，需要额外的工作。

总的来说，建造者模式在创建复杂对象、灵活配置对象属性以及保持对象不可变性方面有其优势，但也需要权衡其在代码量、代码可读性以及对象构建过程分离等方面的不足之处。在实际应用中，需要根据具体情况来选择是否使用建造者模式

二.代码实例实现

1.在IDEA中构建Maven项目时，导入依赖（pom.xml）

  4.0.0

  org.example
  jzz
  1.0-SNAPSHOT
  war

  jzz Maven Webapp
  
  http://www.example.com

  
    UTF-8
    1.7
    1.7
  

  

      
        org.projectlombok
        lombok
        1.18.20
        provided
      

    
      junit
      junit
      4.11
      test
    
  

  
    jzz
    
      
        
          maven-clean-plugin
          3.1.0
        
        
        
          maven-resources-plugin
          3.0.2
        
        
          maven-compiler-plugin
          3.8.0
        
        
          maven-surefire-plugin
          2.22.1
        
        
          maven-war-plugin
          3.2.2
        
        
          maven-install-plugin
          2.5.2
        
        
          maven-deploy-plugin
          2.8.2
        
      
    
  

2.Lombok的注解实现的Computer类（是产品，又充当了具体建造）

package com.lz.entity;

import lombok.Builder;
import lombok.Data;

@Data
@Builder
public class Computer {
    private String cpu;
    private String memory;
    private String hardDisk;
    private String graphicsCard;

    public void display() {
        System.out.println("Computer Specs:");
        System.out.println("CPU: " + cpu);
        System.out.println("Memory: " + memory);
        System.out.println("Hard Disk: " + hardDisk);
        System.out.println("Graphics Card: " + graphicsCard);
    }
}

代码分析

• cpu：表示CPU型号的字符串。
• memory：表示内存容量的字符串。
• hardDisk：表示硬盘容量的字符串。
• graphicsCard：表示显卡型号的字符串。

此外，该类还定义了一个名为display()的方法，用于展示计算机的规格信息。

通过使用Lombok的@Builder注解，可以为该类自动生成一个建造者模式的构造器，使得创建对象时可以更加简洁和灵活。同时，@Data注解会自动生成equals()、hashCode()和toString()等方法。

使用该类可以创建计算机对象，并调用display()方法展示计算机的规格信息。

3.使用Lombok注解的ComputerBuilder类，用于构建Computer对象 （具体建造者）

package com.lz.ComputerBuilder;
import com.lz.entity.Computer;
import lombok.Builder;

@Builder
public class ComputerBuilder {
    private String cpu;
    private String memory;
    private String hardDisk;
    private String graphicsCard;

    public Computer build() {
        return Computer.builder()
                .cpu(cpu)
                .memory(memory)
                .hardDisk(hardDisk)
                .graphicsCard(graphicsCard)
                .build();
    }
}

代码分析

• 建造者类ComputerBuilder.Builder
• 设置属性的方法，例如cpu(String cpu)、memory(String memory)等
• 构建方法ComputerBuilder.Builder.build()

ComputerBuilder类本身具有以下属性：

• cpu：表示计算机的CPU型号。
• memory：表示计算机的内存大小。
• hardDisk：表示计算机的硬盘容量。
• graphicsCard：表示计算机的显卡型号。

在build()方法中，创建了Computer.Builder对象，并设置其属性值。然后通过调用build()方法，创建并返回一个完整的Computer对象。

使用ComputerBuilder类，可以方便地创建不同配置的计算机对象，同时避免了构造函数过于复杂的问题。

4.演示如何使用建造者模式创建不同配置的计算机对象，并展示它们的详细信息

package com.lz.test;

import com.lz.entity.Computer;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Computer gamingComputer = Computer.builder()
                .cpu("Intel i7")
                .memory("16GB DDR4")
                .hardDisk("1TB SSD")
                .graphicsCard("NVIDIA GeForce RTX 3080")
                .build();
        gamingComputer.display();

        Computer officeComputer = Computer.builder()
                .cpu("Intel i5")
                .memory("8GB DDR4")
                .hardDisk("500GB HDD")
                .graphicsCard("Integrated Graphics")
                .build();
        officeComputer.display();
    }
}

代码分析 

在main()方法中，首先使用建造者模式创建了一个名为gamingComputer的游戏电脑对象。通过链式调用方式，设置了游戏电脑的CPU型号、内存容量、硬盘容量和显卡型号，并最后调用build()方法构建了完整的电脑对象。然后调用display()方法来显示游戏电脑的详细信息。

接着，使用同样的方式创建了一个名为officeComputer的办公电脑对象，并设置了对应的属性值。同样地，调用build()方法构建办公电脑对象，并通过display()方法展示详细信息。

通过这个测试类，可以看到通过建造者模式，可以方便地创建不同配置的计算机对象，并灵活地设置其属性值。同时，通过display()方法展示了各个计算机对象的详细信息，验证了建造者模式的使用效果。

测试结果