什么是建造者設計模式？和工廠設計模式有什么區別

建造者設計模式（Builder Design Pattern）和工廠設計模式（Factory Design Pattern）都是面向對象設計中的創建型模式，但它們解決的問題和應用場景有所不同。

• 建造者設計模式：

  • 建造者設計模式旨在解決復雜對象的創建問題，特別是當對象的構造過程非常復雜，需要一步步構建，并且具有多個可選參數或配置選項時。該模式的主要思想是將對象的構建過程與表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

• 主要組件：

  • Director（指揮者）：負責使用構造器接口來構建一個復雜對象。
  • Builder（構造器）：定義對象的構建過程，包括設置屬性、添加部件等方法。
  • ConcreteBuilder（具體構造器）：實現構造器接口，實現具體的構建方法。
  • Product（產品）：最終構建出的復雜對象。

建造者模式的優點是將對象的構建過程封裝，使得代碼更加清晰，同時能夠靈活地構建不同的對象。

• 工廠設計模式：

工廠設計模式旨在通過一個工廠來創建對象，將對象的創建過程封裝起來，客戶端代碼無需直接調用構造函數。它分為簡單工廠、工廠方法和抽象工廠等形式。

• 主要組件：

  • Factory（工廠）：負責創建對象的接口或類。
  • ConcreteFactory（具體工廠）：實現工廠接口，實際創建對象的地方。
  • Product（產品）：工廠創建的對象。

工廠模式的主要優點是將對象的創建和客戶端解耦，客戶端只需通過工廠來獲取對象，不需要關心對象的具體創建過程。

區別：

• 目的不同：

  • 建造者模式關注于創建復雜對象的構建過程，將構建過程和表示分離。
  • 工廠模式關注于對象的創建，將對象的創建過程封裝在工廠中，以便在客戶端中使用。

• 復雜性：

  • 建造者模式通常用于創建復雜對象，因為對象的構建過程可能涉及多個步驟和配置選項。
  • 工廠模式可以用于創建不同類型的對象，包括簡單對象和復雜對象。

• 關注點：

  • 建造者模式更關注于對象的**構建過程，**尤其適合需要按照一定步驟構建對象的情況。
  • 工廠模式更關注于對象的創建，強調封裝創建過程，便于對象創建的管理。

綜上所述，建造者模式適用于構建復雜對象，而工廠模式適用于創建對象的封裝和管理。選擇適當的模式取決于你的設計需求和對象創建的復雜性。

用java分別給出一個建造者和工廠例子

當實現建造者模式和工廠模式時，我們可以以一個簡單的示例來說明。假設我們要創建一個電腦對象，分別使用建造者模式和工廠模式。

建造者模式示例：

// 產品類
class Computer {private String cpu;private String memory;private String storage;public void setCPU(String cpu) {this.cpu = cpu;}public void setMemory(String memory) {this.memory = memory;}public void setStorage(String storage) {this.storage = storage;}// 其他方法...
}// 抽象建造者
interface ComputerBuilder {void buildCPU();void buildMemory();void buildStorage();Computer getResult();
}// 具體建造者
class GamingComputerBuilder implements ComputerBuilder {private Computer computer = new Computer();//產品類對象public void buildCPU() {computer.setCPU("Intel Core i7");}public void buildMemory() {computer.setMemory("16GB RAM");}public void buildStorage() {computer.setStorage("1TB SSD");}public Computer getResult() {return computer; //需要一步步創建（具體怎么創建指揮者說了算） 最后通過此方法返回Computer產品對象}
}// 指揮者
class Director {private ComputerBuilder builder;//接口類型public Director(ComputerBuilder builder) {this.builder = builder;}public void construct() {builder.buildCPU(); //指揮建造者來一步步創建builder.buildMemory();builder.buildStorage();}
}// 客戶端代碼
public class BuilderExample {public static void main(String[] args) {ComputerBuilder builder = new GamingComputerBuilder();//父類引用（這里是接口）指向子類對象（抽象建造者引用指向具體建造者）Director director = new Director(builder);//builder建造者對象傳入指揮者對象director.construct();//指揮者調用創建方法（此時指揮者已經 指揮建造者builder完成了創建即construct()）Computer computer = builder.getResult();//建造者對象調用方法 返回產品類對象// 使用構建好的電腦對象System.out.println("Gaming Computer: " + computer.toString());}
}

工廠模式示例：

// 產品類
class Computer {private String type;private String cpu;private String memory;private String storage;public Computer(String type, String cpu, String memory, String storage) {this.type = type;this.cpu = cpu;this.memory = memory;this.storage = storage;}// 其他方法...
}// 抽象工廠
interface ComputerFactory {Computer createComputer();
}// 具體工廠
class GamingComputerFactory implements ComputerFactory {public Computer createComputer() {return new Computer("Gaming", "Intel Core i7", "16GB RAM", "1TB SSD");}
}// 客戶端代碼
public class FactoryExample {public static void main(String[] args) {ComputerFactory factory = new GamingComputerFactory();//父類引用（這里是接口）指向子類對象Computer computer = factory.createComputer();//從具體工廠中直接拿對象// 使用工廠創建的電腦對象System.out.println("Gaming Computer: " + computer.toString());}
}

在上述示例中，建造者模式通過在建造者接口中定義構建步驟來構建復雜對象，而工廠模式通過工廠接口的具體實現來創建對象。兩者在對象創建的過程和角色分配上有所不同。

源碼應用

創建者設計模式在源碼中有廣泛的使用常見：

1、jdk中，如StringBuilder和StringBuffer，他們的實現不是完全按照標準的創建者設計模式設計，但也是一樣的思想：

• 這兩個類用于構建和修改字符串。它們實現了創建者模式，允許客戶端通過方法鏈來修改字符串。
• 這些類在性能上優于 String 類，因為它們允許在同一個對象上執行多次修改，而不需要每次修改都創建一個新的對象。

StringBuilder builder = new StringBuilder();builder.append("Hello").append(" ").append("World!");String result = builder.toString();

2、在ssm源碼中很多類都使用創建者設計模式，如Spring中的

BeanDefinitionBuilder 類，mybatis中的 SqlSessionFactoryBuilder 、XMLConfigBuilder 、 XMLMapperBuilder 、 XMLStatementBuilder 、CacheBuilder 等，因為實現都比較簡單就不帶著大家一個一個看了。

3、使用lombok簡單的實現創建者設計模式

Lombok 是一個 Java 庫，它可以簡化代碼，提高開發效率，尤其是在實現模式和生成常用方法（例如 getter、setter、equals、hashCode 和 toString）時。要使用 Lombok 簡單地實現創建者設計模式，您可以使用 @Builder 注解。這將為您自動生成創建者類和相關方法。以下是一個使用 Lombok 的創建者設計模式的例子：
首先，確保您已經在項目中引入了 Lombok 庫。對于 Maven 項目，在 pom.xml 文件中添加以下依賴：

<dependencies><dependency><groupId>org.projectlombok</groupId><artifactId>lombok</artifactId><version>1.18.20</version><scope>provided</scope></dependency>
</dependencies>

然后，創建一個使用 Lombok 的創建者設計模式的類：

@Getter
@ToString
@Builderpublic class Person {private String name;private int age;private String address;
}

在上面的示例中，我們使用了 @Builder 注解來自動生成創建者類和相關方法。此外，我們還使用了 @Getter 注解來自動生成 getter 方法，以及 @ToString 注解來自動生成 toString 方法。
現在，您可以使用自動生成的創建者類創建 Person 對象：

Person person = Person.builder().name("John Doe").age(30).address("123 Main St").build();

通過 Lombok，您可以輕松地實現創建者設計模式，減少樣板代碼，提高代碼可讀性。