一、builder 簡介

在常見的設(shè)計模式中，“Builder” 通常是指一種設(shè)計模式，而不是具體的類或方法。Builder 模式是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，其目的是通過提供一個獨立的構(gòu)建器類來構(gòu)建一個復(fù)雜對象。

建造者模式（Builder Pattern） 是一種創(chuàng)建型設(shè)計模式，它的主要目標(biāo)是為了將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與其表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

1、主要角色

• 產(chǎn)品（Product）：表示被構(gòu)建的復(fù)雜對象。在建造過程完成后，該對象通常包含多個部件。
• 抽象建造者（Builder）：聲明了創(chuàng)建產(chǎn)品各個部件的抽象接口。通常包含創(chuàng)建和返回產(chǎn)品的方法。
• 具體建造者（Concrete Builder）：實現(xiàn)了抽象建造者接口，負(fù)責(zé)實際構(gòu)建產(chǎn)品的各個部件。具體建造者通常會有一個與產(chǎn)品相關(guān)的成員變量，用于保存當(dāng)前產(chǎn)品的狀態(tài)。
• 指導(dǎo)者（Director）：負(fù)責(zé)使用建造者對象構(gòu)建產(chǎn)品。指導(dǎo)者通常不知道具體產(chǎn)品的類型和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅僅負(fù)責(zé)按照一定的構(gòu)建步驟調(diào)用建造者的方法。

在 Java 中，Builder 模式通常由一個包含所有構(gòu)建步驟的內(nèi)部靜態(tài)類（稱為 Builder 類）來實現(xiàn)。這個 Builder 類負(fù)責(zé)設(shè)置對象的各個屬性，最后通過一個 build() 方法來構(gòu)建目標(biāo)對象。

總體而言，Builder 模式是通過一個獨立的構(gòu)建器類來創(chuàng)建對象，使得對象的構(gòu)建過程更加靈活和清晰。

二、builder 用法及實現(xiàn)

1、手寫builder類

一般來說，builder 的用法如下：

• 創(chuàng)建一個靜態(tài)內(nèi)部類作為建造者（Builder）：

      private String property1;
      private int property2;
  
      // 私有構(gòu)造函數(shù)，限制直接實例化
      private MyClass() {
      }
  
      // Getter 方法省略...
  
      // 靜態(tài)內(nèi)部類作為建造者
      public static class Builder {
          private MyClass instance = new MyClass();
  
          public Builder withProperty1(String value) {
              instance.property1 = value;
              return this;
          }
  
          public Builder withProperty2(int value) {
              instance.property2 = value;
              return this;
          }
  
          public MyClass build() {
              return instance;
          }
      }
  
      // 其他靜態(tài)工廠方法或?qū)嵗椒?..
  
      // 示例：使用 builder() 創(chuàng)建對象
      public static Builder builder() {
          return new Builder();
      }
   } 
  

• 使用建造者設(shè)置屬性：

  MyClass myObject = MyClass.builder()
      .withProperty1("value1")
      .withProperty2(42)
      .build(); 
  

通過這種方式，你可以在創(chuàng)建對象的時候逐步設(shè)置屬性，而不是通過構(gòu)造函數(shù)傳遞參數(shù)。這樣的設(shè)計使得代碼更加清晰，易于維護(hù)，尤其當(dāng)有多個可選屬性時，建造者模式可以提供更好的靈活性。

2、Lombok實現(xiàn)

使用 Lombok 這樣的工具，它提供了 @Builder 注解，該注解可以用于生成 Builder 模式相關(guān)的代碼。下面是一個使用 Lombok 的 @Builder 注解的簡單示例：詳情參考【注解】@Builder、@SuperBuilder Lombok 中的建設(shè)者

import lombok.Builder;
import lombok.Getter;

@Getter
@Builder
public class Example {
    private final String name;
    private final int age;
}

// 在其他類中使用
Example example = Example.builder()
        .name("John")
        .age(25)
        .build();

在這個示例中，Builder 注解幫助生成了一個名為 builder 的靜態(tài)內(nèi)部類，該類用于創(chuàng)建 Example 對象的實例。這種方式使得對象的創(chuàng)建更加清晰和方便。

請注意，@Builder 是 Lombok 提供的功能，如果你沒有使用 Lombok，你需要手動編寫 Builder 模式的代碼。

三、作用和優(yōu)勢

1、工作流程

• 客戶端（Client）：創(chuàng)建指導(dǎo)者對象，并指定一個具體的建造者對象。
• 指導(dǎo)者（Director）：調(diào)用具體建造者的一系列方法，按照一定的步驟來構(gòu)建產(chǎn)品。
• 具體建造者（Concrete Builder）：實現(xiàn)了具體的構(gòu)建步驟，負(fù)責(zé)構(gòu)建產(chǎn)品的各個部件。
• 產(chǎn)品（Product）：表示最終構(gòu)建成功的對象。

2、優(yōu)點

• 分離構(gòu)建和表示：建造者模式將對象的構(gòu)建和最終表示分離，使得相同的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。
• 更好的控制構(gòu)建過程：通過指導(dǎo)者來控制構(gòu)建過程，可以靈活地配置和改變產(chǎn)品的構(gòu)建流程。
• 更好的復(fù)用性：可以通過不同的具體建造者來創(chuàng)建不同類型的產(chǎn)品，提高了代碼的復(fù)用性。
• 更好的擴(kuò)展性：增加新的具體建造者無需修改指導(dǎo)者的代碼，符合開閉原則。

四、應(yīng)用場景

• 需要創(chuàng)建復(fù)雜對象：當(dāng)對象的構(gòu)建過程較為復(fù)雜，涉及多個部件組合，且這些部件可能存在多種組合方式時，可以考慮使用建造者模式。
• 對象的構(gòu)建步驟順序不固定：如果對象的構(gòu)建步驟的順序不固定，或者某些步驟可以省略，可以通過建造者模式更靈活地構(gòu)建對象。
• 想要避免使用過多的構(gòu)造方法：在類的構(gòu)造方法中，參數(shù)的組合可能有多種情況，如果為每一種情況都提供一個構(gòu)造方法，會導(dǎo)致構(gòu)造方法的數(shù)量急劇增加。建造者模式可以通過一系列的方法來設(shè)置對象的不同部分，避免構(gòu)造方法的爆炸性增長。
• 希望在創(chuàng)建對象時能夠更好地控制對象的構(gòu)建過程：通過使用指導(dǎo)者（Director）來封裝對象的構(gòu)建過程，客戶端只需要指定具體的建造者和調(diào)用指導(dǎo)者的構(gòu)建方法，而無需關(guān)心對象的具體構(gòu)建過程。
• 想要避免在客戶端暴露產(chǎn)品的內(nèi)部表示：建造者模式將產(chǎn)品的構(gòu)建和最終表示分離，客戶端只需要關(guān)心產(chǎn)品的最終狀態(tài)而不需要知道具體的構(gòu)建細(xì)節(jié)，從而降低了客戶端與產(chǎn)品的耦合度。

總的來說，建造者模式適用于需要創(chuàng)建復(fù)雜對象，且構(gòu)建過程靈活多變的場景。在這種模式下，將對象的構(gòu)建過程封裝在具體建造者中，通過指導(dǎo)者來統(tǒng)一調(diào)度，使得客戶端可以更方便地構(gòu)建出所需的對象。

五、應(yīng)用實例（電商）

在電商項目中，一個典型的場景是創(chuàng)建訂單（Order）。訂單通常包含多個部分，例如訂單項、收貨地址、支付信息等，而每個部分的構(gòu)建可能涉及到多個步驟和參數(shù)。建造者模式在這種情況下可以很好地應(yīng)用。

讓我們考慮一個簡化的訂單創(chuàng)建過程，使用建造者模式來構(gòu)建訂單對象。假設(shè)訂單包括訂單號、訂單項列表、收貨地址、支付信息等。

1、首先，定義訂單對象：

// 訂單對象
public class Order {
    private String orderNumber;
    private List<OrderItem> orderItems;
    private String shippingAddress;
    private String paymentInfo;

    // 構(gòu)造方法私有化，通過建造者來構(gòu)建對象
    private Order() {
    }

    // 提供獲取訂單信息的方法
    // ...
}

2、然后，定義訂單項對象：

// 訂單項對象
public class OrderItem {
    private String productCode;
    private int quantity;

    // 構(gòu)造方法
    public OrderItem(String productCode, int quantity) {
        this.productCode = productCode;
        this.quantity = quantity;
    }

    // 提供獲取訂單項信息的方法
    // ...
}

3、接下來，定義訂單的建造者（OrderBuilder）：

// 訂單建造者
public class OrderBuilder {
    private Order order;

    public OrderBuilder() {
        this.order = new Order();
    }

    public OrderBuilder setOrderNumber(String orderNumber) {
        order.orderNumber = orderNumber;
        return this;
    }

    public OrderBuilder addOrderItem(String productCode, int quantity) {
        if (order.orderItems == null) {
            order.orderItems = new ArrayList<>();
        }
        order.orderItems.add(new OrderItem(productCode, quantity));
        return this;
    }

    public OrderBuilder setShippingAddress(String shippingAddress) {
        order.shippingAddress = shippingAddress;
        return this;
    }

    public OrderBuilder setPaymentInfo(String paymentInfo) {
        order.paymentInfo = paymentInfo;
        return this;
    }

    public Order build() {
        return order;
    }
}

4、最后，在客戶端中使用建造者模式來構(gòu)建訂單：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 使用建造者構(gòu)建訂單
        Order order = new OrderBuilder()
                .setOrderNumber("123456")
                .addOrderItem("P001", 2)
                .addOrderItem("P002", 1)
                .setShippingAddress("123 Main St, City")
                .setPaymentInfo("Credit Card")
                .build();

        // 打印訂單信息
        System.out.println("Order Number: " + order.getOrderNumber());
        System.out.println("Shipping Address: " + order.getShippingAddress());
        System.out.println("Payment Info: " + order.getPaymentInfo());
        System.out.println("Order Items: " + order.getOrderItems());
    }
}

在這個例子中，通過使用建造者模式，客戶端可以按照自己的需求逐步設(shè)置訂單的各個部分，最后調(diào)用 build() 方法生成訂單對象。這種方式既靈活又可讀性好，而且使得訂單對象的創(chuàng)建過程與客戶端解耦。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-812342.html

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