23种设计模式之建造者模式

特性

虽然也是为了创建对象，但是相比于工厂模式，该模式更关注创建过程及细节。

基础术语

构建层

定义与作用

构建层是指负责对象创建过程部分的代码。

它定义了创建对象的步骤和方法，但不直接指定对象的具体表示形式。

构建层所拥有的角色

抽象构建者（Abstract Builder） ：定义创建对象各个部件的接口。
具体构建者（Concrete Builder） ：实现抽象构建者接口，逐步构建复杂对象的各个部件。
指挥者（Director） ：使用构建者来创建对象，通常不依赖于具体构建者的实现，而是通过抽象构建者接口与构建者交互。

表示层

表示层是指对象的最终表示形式或结构。它定义了对象的内部状态和行为，但不直接参与对象的创建过程。表示层通常是一个独立的类，用于存储对象的属性和方法。

优点

分离构建过程与表示：将复杂的构建过程与最终的表示分离，使得可以使用不同的构建过程形成不同的最终表示。
逐步构建对象：允许逐步构建复杂对象，便于添加新的构建步骤。
代码复用：通过构建器类复用构建逻辑，减少重复代码。
灵活性：可以轻松地创建不同的对象表示，只需实现不同的构建器类。

缺点

增加代码复杂度：引入了额外的类，使得代码结构变得更加复杂。
可能产生过多的类：如果需要创建多种不同的对象表示，可能会产生过多的构建器类。

定义

将一个复杂对象的构建层与其表示层相互分离，同样的构建过程可采用不同的表示。

可以用不同组合或顺序建造出不同意义的对象，通常使用者并不需要知道建造的细节，通常使用链式调用 来进行建造过程，最后调用build方法来生成最终对象。

应用场景

构建复杂的对象或界面组件
在需要分步骤创建对象时。
当需要为同一对象创建多种不同的表示时。

如何实现

实现表示层类：主要用于描述最终产物的各种行为。
构建抽象建造者：主要用于确定构建功能模块的类型，并且创建表示层类的实例。

通常用一个有方法及属性但无具体实现的父类来表示。在ts可以使用接口类来代替父类。

对于一些与建造无关的方法可以将实现放置在父类，剩余的应该下放到子类实现。

会在构造函数中进行表示层类的实例的创建及存储。

构建具体建造者：抽象建造者的子类，相当于对抽象建造者描述的创建过程中各个功能模块进行具体实现。

每个功能模块应该返回 this ，方便后续链式调用

构建指挥者：主要集成了进行各种类型的对象构建的方法。

该步骤可以省略，直接合并至步骤 5

客户端使用：用于构建整体对象并使用，完成业务需求的实现

示例

动态表单生成器

需求说明

构建一个用户注册表单，包含基础信息、地址信息、偏好设置等模块，且不同场景下模块组合可能变化。

构建步骤

产出表示层类：表单配置对象，用于进行表单的各种行为的承载

typescript 复制代码

class FormConfig {
  constructor() {
    this.fields = [];
  }
  addField(type, label, required = false) {
    this.fields.push({ type, label, required });
  }
  render() {
    return this.fields.map(field => <>表单项</>);
  }
}

构建抽象建造者

javascript 复制代码

class FormBuilder {
  constructor() {
    this.form = new FormConfig();
  }
  buildBasicInfo() {}
  buildAddress() {}
  buildPreferences() {}
  getForm() {
    return this.form;
  }
}

构建具体建造者

kotlin 复制代码

class RegistrationFormBuilder extends FormBuilder {
  buildBasicInfo() {
    this.form.addField('text', '用户名', true);
    this.form.addField('email', '邮箱', true);
    return this; // 支持链式调用
  }

  buildAddress() {
    this.form.addField('text', '街道');
    this.form.addField('text', '城市');
    return this;
  }

  buildPreferences() {
    this.form.addField('checkbox', '订阅新闻');
    return this;
  }
}

创建指挥者

kotlin 复制代码

class FormDirector {
  constructor(builder) {
    this.builder = builder;
  }

  buildFullForm() {
    return this.builder
      .buildBasicInfo()
      .buildAddress()
      .buildPreferences()
      .getForm();
  }

  buildMinimalForm() {
    return this.builder
      .buildBasicInfo()
      .getForm();
  }
}

客户端使用

ini 复制代码

// 创建建造者
const builder = new RegistrationFormBuilder();

// 方式1：直接使用建造者（灵活自定步骤）
const customForm = builder
  .buildBasicInfo()
  .buildPreferences()
  .getForm();


// 方式2：通过指挥者（标准化流程）
const director = new FormDirector(builder);
const fullForm = director.buildFullForm();