设计模式——构建者模式

提问：通过对比使用构建者模式和不使用构建者模式，以更好的说明构建者模式的作用
GPT：当然，我很乐意通过对比来帮助您更好地理解构建者模式的作用。让我们以一个复杂对象的创建为例，比如一个计算机（Computer）对象，它有多个可配置的部件。

不使用构建者模式

首先，让我们看看不使用构建者模式时，我们如何创建一个 Computer 对象：

public class Computer {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;private String operatingSystem;// 构造函数public Computer(String CPU, String RAM, String storage, String GPU, String operatingSystem) {this.CPU = CPU;this.RAM = RAM;this.storage = storage;this.GPU = GPU;this.operatingSystem = operatingSystem;}// Getters...
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer("Intel i7", "16GB", "512GB SSD", "NVIDIA RTX 3070", "Windows 10");}
}

问题：

构造函数参数过多，可读性差。
如果某些参数是可选的，需要创建多个构造函数或使用setter方法。
参数的顺序很重要，容易出错。
如果要添加新的属性，需要修改构造函数，这违反了开闭原则。

使用构建者模式

现在，让我们看看使用构建者模式如何改进这个情况：

public class Computer {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;private String operatingSystem;private Computer(Builder builder) {this.CPU = builder.CPU;this.RAM = builder.RAM;this.storage = builder.storage;this.GPU = builder.GPU;this.operatingSystem = builder.operatingSystem;}// Getters...public static class Builder {private String CPU;private String RAM;private String storage;private String GPU;private String operatingSystem;public Builder CPU(String CPU) {this.CPU = CPU;return this;}public Builder RAM(String RAM) {this.RAM = RAM;return this;}public Builder storage(String storage) {this.storage = storage;return this;}public Builder GPU(String GPU) {this.GPU = GPU;return this;}public Builder operatingSystem(String operatingSystem) {this.operatingSystem = operatingSystem;return this;}public Computer build() {return new Computer(this);}}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Computer computer = new Computer.Builder().CPU("Intel i7").RAM("16GB").storage("512GB SSD").GPU("NVIDIA RTX 3070").operatingSystem("Windows 10").build();}
}

优势：

可读性提高：每个参数的含义都很清晰。
灵活性增强：可以只设置需要的参数，其他参数可以有默认值。
参数顺序不重要：可以以任意顺序设置参数。
不可变性：一旦 Computer 对象被创建，就不能被修改。
易于扩展：如果需要添加新的属性，只需在 Builder 中添加新的方法，不需要修改 Computer 类。

进一步的优势展示

假设我们现在需要添加一些可选的配置，比如网络适配器和声卡：

public class Computer {// ... 之前的属性private String networkAdapter;private String soundCard;private Computer(Builder builder) {// ... 之前的赋值this.networkAdapter = builder.networkAdapter;this.soundCard = builder.soundCard;}// Getters...public static class Builder {// ... 之前的属性private String networkAdapter;private String soundCard;// ... 之前的方法public Builder networkAdapter(String networkAdapter) {this.networkAdapter = networkAdapter;return this;}public Builder soundCard(String soundCard) {this.soundCard = soundCard;return this;}public Computer build() {return new Computer(this);}}
}// 客户端代码
public class Client {public static void main(String[] args) {Computer computer1 = new Computer.Builder().CPU("Intel i7").RAM("16GB").storage("512GB SSD").GPU("NVIDIA RTX 3070").operatingSystem("Windows 10").networkAdapter("Intel Wi-Fi 6").build();Computer computer2 = new Computer.Builder().CPU("AMD Ryzen 9").RAM("32GB").storage("1TB NVMe SSD").GPU("AMD Radeon RX 6800").operatingSystem("Linux").soundCard("Creative Sound Blaster").build();}
}