五.建造者模式

一.建造者模式的定义

建造者模式是一种对象构建的设计模式，它将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建逻辑可以创建不同的表示。这种模式适用于那些构建过程复杂、步骤多变的对象，尤其是当对象的创建涉及多个可选参数时。

二.核心结构

角色‌	‌职责‌
‌产品 (Product)‌	最终构建的复杂对象，包含多个部件
‌抽象建造者 (Builder)‌	定义构建产品部件的抽象接口
‌具体建造者 (ConcreteBuilder)‌	实现抽象建造者接口，完成部件的具体构造与装配
‌指挥者 (Director)‌	控制构建流程，按固定顺序调用建造者方法

想象你在搭乐高积木：

你想搭一辆车，这辆车有很多部分：轮子、发动机、车门、颜色等等。
搭建这辆车的过程（比如先装底盘、再装引擎、然后喷漆）是固定的，但每个部分你可以选择不同的样式：
- 有人要跑车款（红色、运动轮胎）
- 有人要越野款（绿色、大轮胎）
- 有人要电动车（白色、无引擎）
建造者模式就是帮你：
把组装流程标准化（先装底盘 → 再装轮子 → 最后喷漆），不管你要哪种车。
让不同"建造者"负责不同款式（跑车建造者、越野车建造者）。
最后你只要告诉指挥者："按这个建造者的风格来搭"，就能得到你想要的那辆车（产品）。

建造者模式适用于：构建一个复杂的对象，其构建步骤是固定的，但每一步的具体实现可以不同。

三.案例

3.1.产品

java 复制代码

/**
 * 产品类：Meal
 * 表示一个完整的套餐对象，包含多个项目（如主食、饮料、附加品等）。
 * 在本案例中，用于模拟餐厅点餐系统中的套餐构建过程。
 */
public class Meal {
    private List<String> items = new ArrayList<>();

    /**
     * 添加一项到套餐中
     * @param item 要添加的物品名称
     */
    public void addItem(String item) {
        items.add(item);
    }

    /**
     * 显示套餐中的所有项目
     */
    public void showItems() {
        for (String item : items) {
            System.out.println("Item: " + item);
        }
    }

    /**
     * 获取套餐总价格
     * @return 套餐总价（简化为每项10元）
     */
    public double getCost() {
        return items.size() * 10.0;
    }
}

3.2.抽象建造者

java 复制代码

/**
 * 抽象建造者
 * 定义了构建套餐对象的通用步骤。
 * 所有具体构建者类都必须实现这些方法来提供具体的构建逻辑。
 */
public interface MealBuilder {
    /**
     * 构建主食
     */
    void buildMainCourse();

    /**
     * 构建饮料
     */
    void buildDrink();

    /**
     * 构建甜点或附加品
     */
    void buildDessert();

    /**
     * 获取构建完成的套餐对象
     * @return 构建好的 Meal 对象
     */
    Meal getMeal();
}

3.3.具体构建者

java 复制代码

/**
 * 具体构建者：FamilyMealBuilder
 * 实现家庭套餐的构建过程。
 * 提供具体的构建步骤，如主食、饮料和附加品。
 */
public class FamilyMealBuilder implements MealBuilder {
    private Meal meal;

    public FamilyMealBuilder() {
        this.meal = new Meal();
    }

    /**
     * 构建家庭套餐的主食：炸鸡
     */
    @Override
    public void buildMainCourse() {
        meal.addItem("炸鸡");
    }

    /**
     * 构建家庭套餐的饮料：两杯可乐
     */
    @Override
    public void buildDrink() {
        meal.addItem("两杯可乐");
    }

    /**
     * 构建家庭套餐的附加品：薯条和沙拉
     */
    @Override
    public void buildDessert() {
        meal.addItem("薯条");
        meal.addItem("沙拉");
    }

    /**
     * 获取构建完成的家庭套餐
     * @return 构建好的 Meal 对象
     */
    @Override
    public Meal getMeal() {
        return meal;
    }
}

/**
 * 具体构建者：KidsMealBuilder
 * 实现儿童套餐的构建过程。
 * 提供具体的构建步骤，如主食、饮料和附加品。
 */
public class KidsMealBuilder implements MealBuilder {
    private Meal meal;

    public KidsMealBuilder() {
        this.meal = new Meal();
    }

    /**
     * 构建儿童套餐的主食：汉堡
     */
    @Override
    public void buildMainCourse() {
        meal.addItem("汉堡");
    }

    /**
     * 构建儿童套餐的饮料：可乐
     */
    @Override
    public void buildDrink() {
        meal.addItem("可乐");
    }

    /**
     * 构建儿童套餐的附加品：小玩具
     */
    @Override
    public void buildDessert() {
        meal.addItem("小玩具");
    }

    /**
     * 获取构建完成的儿童套餐
     * @return 构建好的 Meal 对象
     */
    @Override
    public Meal getMeal() {
        return meal;
    }
}

3.4.指挥者

java 复制代码

/**
 * 指挥者类：Waiter
 * 负责控制构建流程，调用构建者的各个步骤来完成套餐的构建。
 * 该类不关心具体构建细节，只负责执行构建顺序。
 */
public class Waiter {
    private MealBuilder mealBuilder;

    /**
     * 设置当前使用的构建者
     * @param mealBuilder 构建者对象
     */
    public void setMealBuilder(MealBuilder mealBuilder) {
        this.mealBuilder = mealBuilder;
    }

    /**
     * 执行构建流程
     * @return 构建完成的套餐对象
     */
    public Meal constructMeal() {
        mealBuilder.buildMainCourse();
        mealBuilder.buildDrink();
        mealBuilder.buildDessert();
        return mealBuilder.getMeal();
    }
}

3.5.客户端调用

创建指挥者对象，传入构建者，获得产品。

java 复制代码

/**
 * 测试入口类：RestaurantDemo
 * 模拟餐厅点餐系统的使用场景，通过建造者模式构建不同类型的套餐。
 */
public class RestaurantDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建指挥者
        Waiter waiter = new Waiter();

        // 构建儿童套餐
        MealBuilder kidsMealBuilder = new KidsMealBuilder();
        waiter.setMealBuilder(kidsMealBuilder);
        Meal kidsMeal = waiter.constructMeal();

        System.out.println("儿童套餐：");
        kidsMeal.showItems();
        System.out.println("总价: ￥" + kidsMeal.getCost());

        // 构建家庭套餐
        MealBuilder familyMealBuilder = new FamilyMealBuilder();
        waiter.setMealBuilder(familyMealBuilder);
        Meal familyMeal = waiter.constructMeal();

        System.out.println("\n家庭套餐：");
        familyMeal.showItems();
        System.out.println("总价: ￥" + familyMeal.getCost());
    }
}

四.应用场景

4.1. 餐厅点餐系统

构建流程统一（先主食 → 再饮料 → 后甜点）。

4.2.游戏角色创建系统

角色创建流程一致（设置基础属性 → 添加装备 → 设置技能）

4.3. 文档生成器（PDF、Word、HTML）

文档生成步骤一致（设置标题 → 添加正文 → 插入页脚）

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