【设计模式】 建造者模式和原型模式

建造者模式(Builder Pattern)

概述

建造者模式是一种创建型设计模式,它允许逐步构建复杂对象。通过将构造过程与表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。这种模式非常适合用于创建那些具有很多属性的对象,尤其是当有些属性是可选的时候。

优点
  • 可以控制一个产品的创建过程
  • 提供代码的复用性。
  • 支持变化:可以在不修改已有代码的情况下,对构建过程进行扩展或修改。
实现示例
java 复制代码
// 产品类
class Car {
    private String brand;
    private String model;
    private int year;

    // 私有构造函数
    private Car(Builder builder) {
        this.brand = builder.brand;
        this.model = builder.model;
        this.year = builder.year;
    }

    // 静态内部类作为建造者
    public static class Builder {
        private String brand;
        private String model;
        private int year;

        public Builder setBrand(String brand) {
            this.brand = brand;
            return this;
        }

        public Builder setModel(String model) {
            this.model = model;
            return this;
        }

        public Builder setYear(int year) {
            this.year = year;
            return this;
        }

        public Car build() {
            return new Car(this);
        }
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", model='" + model + '\'' +
                ", year=" + year +
                '}';
    }
}

// 客户端代码
public class BuilderPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car.Builder()
                .setBrand("BMW")
                .setModel("X5")
                .setYear(2022)
                .build();
        System.out.println(car);
    }
}

原型模式(Prototype Pattern)

概述

原型模式是一种创建型设计模式,它允许通过复制现有对象来创建新对象,而不是通过实例化。这在需要创建对象的开销较大时非常有用,因为它可以通过简单的复制来避免高昂的初始化成本。

优点
  • 性能提高:克隆对象比使用new关键字创建对象效率更高,尤其是在创建大量相似对象时。
  • 绕过构造函数:直接复制对象而不需要调用构造函数。
实现示例

Java中的原型模式通常使用Cloneable接口和Object.clone()方法实现。

java 复制代码
// 原型接口
interface Prototype extends Cloneable {
    Prototype clone() throws CloneNotSupportedException;
}

// 具体原型类
class Car implements Prototype {
    private String brand;
    private String model;

    public Car(String brand, String model) {
        this.brand = brand;
        this.model = model;
    }

    @Override
    public Prototype clone() throws CloneNotSupportedException {
        return (Prototype) super.clone();  // 浅克隆
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
                "brand='" + brand + '\'' +
                ", model='" + model + '\'' +
                '}';
    }
}

// 客户端代码
public class PrototypePatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            Car originalCar = new Car("BMW", "X5");
            Car clonedCar = (Car) originalCar.clone();

            System.out.println("Original: " + originalCar);
            System.out.println("Cloned: " + clonedCar);
        } catch (CloneNotSupportedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在Java项目中的应用

  • 建造者模式 常被用于构建复杂的对象,例如Lombok包中的@Builder,是实体类支持建造者模式 ;在Google的Guava库中,ImmutableList.builder()也是一个很好的例子,它允许用户以灵活的方式构建不可变列表。

  • 原型模式 在Java的标准库中有广泛的应用,比如java.lang.Object#clone()方法就是原型模式的一个具体实现;以及常用的Hutool 工具包中的BeanUtil 中的copyProperties常用来实现对象拷贝

相关推荐
雪度娃娃17 小时前
设计模式-UML
设计模式
kyriewen1117 小时前
代码写成一锅粥?3个设计模式让你的项目“起死回生”
开发语言·前端·javascript·设计模式·ecmascript
geovindu1 天前
go: Mediator Pattern
设计模式·golang·中介者模式
kyriewen1 天前
代码写成一锅粥?3个设计模式让你的项目“起死回生”
前端·javascript·设计模式
Pkmer2 天前
古法编程: 适配器模式
java·设计模式
清水白石0082 天前
生成器不是性能银弹:什么时候该用 `yield` 省内存,什么时候它会拖慢 Python 数据处理吞吐?
开发语言·python·原型模式
梦想画家2 天前
唤醒沉睡的数据:ERP销售模块接入Apache AGE实战指南
知识图谱·原型模式
灰子学技术2 天前
Envoy 使用的设计模式技术文档
设计模式
Alex艾力的IT数字空间2 天前
再思“把事情做对”与“把事情做好”的辩证关系与先后顺序
信息可视化·需求分析·学习方法·抽象工厂模式·远程工作·原型模式·中介者模式