建造者模式（Builder Pattern）

建造者模式是一种 创建型设计模式，它将一个复杂对象的构造与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

原理

核心思想：通过一步步的构建过程来创建复杂对象，而不是直接调用构造函数。
适用场景：需要创建的对象包含多个部分，且构造过程相对复杂时。
参与角色：
- Builder（抽象建造者）：定义构建产品各部分的抽象接口。
- ConcreteBuilder（具体建造者）：实现 Builder 接口，构造并装配具体的产品。
- Product（产品）：要创建的复杂对象。
- Director（指挥者）：定义构造步骤的顺序，将构建过程委托给建造者对象。

优点

分步构建：允许通过分步骤的方式构造对象，构造过程清晰。
易于扩展：可以灵活地创建不同的对象表示。
解耦构建过程与表示：更易维护和扩展。

缺点

复杂性增加：对于简单对象的创建会显得过于复杂。
依赖 Director：需要额外引入指挥者角色。

示例代码

场景描述

设计一个 MealBuilder 用于创建不同类型的套餐（如素食套餐和非素食套餐）。每个套餐包含主食（主菜）、饮料和甜品。

1. 定义产品类

java">// 产品类：Meal
public class Meal {private String mainCourse;private String drink;private String dessert;// Setter 方法public void setMainCourse(String mainCourse) {this.mainCourse = mainCourse;}public void setDrink(String drink) {this.drink = drink;}public void setDessert(String dessert) {this.dessert = dessert;}// 展示方法public void showItems() {System.out.println("Meal contains:");System.out.println("Main Course: " + mainCourse);System.out.println("Drink: " + drink);System.out.println("Dessert: " + dessert);}
}

2. 定义抽象建造者

java">// 抽象建造者
public abstract class MealBuilder {protected Meal meal = new Meal();public abstract void buildMainCourse();public abstract void buildDrink();public abstract void buildDessert();// 返回构建好的产品public Meal getMeal() {return meal;}
}

3. 定义具体建造者

java">// 具体建造者：素食套餐
public class VegMealBuilder extends MealBuilder {@Overridepublic void buildMainCourse() {meal.setMainCourse("Vegetable Curry");}@Overridepublic void buildDrink() {meal.setDrink("Lemonade");}@Overridepublic void buildDessert() {meal.setDessert("Fruit Salad");}
}// 具体建造者：非素食套餐
public class NonVegMealBuilder extends MealBuilder {@Overridepublic void buildMainCourse() {meal.setMainCourse("Chicken Curry");}@Overridepublic void buildDrink() {meal.setDrink("Coke");}@Overridepublic void buildDessert() {meal.setDessert("Ice Cream");}
}

4. 定义指挥者

java">// 指挥者
public class MealDirector {private MealBuilder builder;public MealDirector(MealBuilder builder) {this.builder = builder;}public Meal constructMeal() {builder.buildMainCourse();builder.buildDrink();builder.buildDessert();return builder.getMeal();}
}

5. 客户端代码

java">public class BuilderPatternExample {public static void main(String[] args) {// 构建素食套餐MealBuilder vegMealBuilder = new VegMealBuilder();MealDirector vegDirector = new MealDirector(vegMealBuilder);Meal vegMeal = vegDirector.constructMeal();System.out.println("Veg Meal:");vegMeal.showItems();System.out.println("----------------------");// 构建非素食套餐MealBuilder nonVegMealBuilder = new NonVegMealBuilder();MealDirector nonVegDirector = new MealDirector(nonVegMealBuilder);Meal nonVegMeal = nonVegDirector.constructMeal();System.out.println("Non-Veg Meal:");nonVegMeal.showItems();}
}

输出结果

Veg Meal:
Meal contains:
Main Course: Vegetable Curry
Drink: Lemonade
Dessert: Fruit Salad
----------------------
Non-Veg Meal:
Meal contains:
Main Course: Chicken Curry
Drink: Coke
Dessert: Ice Cream

UML 类图

      +----------------+|   Meal         |+----------------+| - mainCourse   || - drink        || - dessert      |+----------------+| + setXXX()     || + showItems()  |+----------------+^|+----------------+| MealBuilder    |+----------------+| + buildXXX()   || + getMeal()    |+----------------+/         \
+---------------+   +-----------------+
| VegMealBuilder|   | NonVegMealBuilder|
+---------------+   +-----------------+^|+----------------+| MealDirector   |+----------------+| - builder      || + constructMeal|+----------------+