建造者模式
软件工程中的设计模式
软件工程中的设计模式在软件开发的过程中，设计模式是一种非常重要的概念。
设计模式是指在软件开发中，经过反复使用，被证明是有效的、可重用的经验总结，是程序员在软件开发中总结出来的比较好的实践方法。
设计模式让程序员能够在软件开发中更加灵活、高效地处理问题，提高了软件开发的质量和效率。
设计模式可以分为三种类型：创建型模式、结构型模式和行为型模式。
其中每种模式都有其独特的应用场景和解决方案。
一、创建型模式创建型模式主要解决对象的创建问题，提供了一种系统化的创建对象的方式，使得对象的创建过程更加灵活和高效。
创建型模式包括单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式和原型模式。
1. 单例模式单例模式是设计模式中最简单的模式之一，它是保证一个类只有一个实例，在全局中的唯一性。
单例模式的优点在于：1. 可以减小系统开销，避免重复创建对象。
2. 增加了灵活性，可以控制对象的生成顺序，实现对象共享等。
3. 可以和工厂模式和代理模式结合使用。
2. 工厂模式工厂模式是一种比较常见的创建型模式，它使用工厂方法来生成对象，而不是在代码中直接使用构造函数来生成对象。
工厂模式可以有多种不同的实现方式，包括简单工厂模式、工厂方法模式和抽象工厂模式。
工厂方法模式的优点在于：1. 解耦客户端和具体的产品类。
2. 扩展性好，可以增加新的产品类。
3. 可以实现多态，提高系统的灵活性。
3. 抽象工厂模式抽象工厂模式是工厂方法模式的拓展，它提供一个工厂接口用于创建一组相关或者相互依赖的对象。
抽象工厂模式的优点在于：1. 解耦客户端和具体的产品类。
2. 扩展性好，可以增加新的产品类。
3. 实现了一系列的产品族，满足客户端的需求。
4. 建造者模式建造者模式是一种用于构建复杂对象的模式，它将对象的构造和表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示方式。
建造者模式的优点在于：1. 可以对对象的构建过程进行控制，更加灵活。
2. 可以解决不同构建过程的复杂性，简化代码的编写。
建造者模式实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作，深入理解建造者模式的设计理念、结构和应用场景。
通过构建一个具体的案例，验证建造者模式在处理复杂对象构建过程中的优势，以及如何实现灵活性和可扩展性。
二、实验环境- 开发工具：Java Development Kit (JDK) 1.8- 编程语言：Java- 案例选择：汽车制造系统三、实验内容本次实验将采用建造者模式设计并实现一个汽车制造系统，其中包含不同类型的汽车（如轿车、SUV、跑车等）及其各个部件的配置。
四、实验步骤1. 定义产品类（Product）：- 创建一个抽象的汽车类，定义汽车的基本属性，如品牌、引擎类型、颜色、车轮数量等。
- 为每种类型的汽车创建具体的实现类，如C轿车、SUV车型、跑车等。
2. 定义抽象建造者（Builder）：- 创建一个抽象的建造者类，定义构建产品的各个部分的方法，如setBrand()、setEngineType()等。
3. 定义具体建造者（ConcreteBuilder）：- 为每种类型的汽车创建具体的建造者类，实现抽象建造者接口，具体确定如何构建产品的各个部分。
4. 定义指挥者（Director）：- 创建一个指挥者类，负责调用建造者的方法来构建产品，控制构建顺序和方式。
5. 实现客户端代码：- 在客户端代码中，创建一个指挥者对象，指定要构建的汽车类型和配置。
- 通过指挥者调用相应的建造者方法，构建出最终的汽车产品。
五、实验结果通过以上步骤，成功实现了汽车制造系统。
以下是实验结果的关键点：1. 灵活性和可扩展性：- 通过建造者模式，可以轻松地添加新的汽车类型和配置，只需创建相应的具体建造者类即可。
- 客户端代码无需修改，即可构建新的汽车产品。
2. 封装性和可读性：- 建造者模式将构建过程与产品表示分离，使得代码结构清晰，易于理解和维护。
- 客户端代码只关注产品构建的顺序和方式，无需关心具体的构建细节。
3. 示例代码：```java// 汽车产品类public abstract class Car {protected String brand;protected String engineType;protected String color;protected int wheelNumber;public abstract void setBrand(String brand);public abstract void setEngineType(String engineType);public abstract void setColor(String color);public abstract void setWheelNumber(int wheelNumber); }// 具体轿车产品类public class SedanCar extends Car {@Overridepublic void setBrand(String brand) {this.brand = brand;}@Overridepublic void setEngineType(String engineType) {this.engineType = engineType;}@Overridepublic void setColor(String color) {this.color = color;}@Overridepublic void setWheelNumber(int wheelNumber) {this.wheelNumber = wheelNumber;}}// 建造者接口public interface Builder {void setBrand(String brand);void setEngineType(String engineType);void setColor(String color);void setWheelNumber(int wheelNumber);Car build();}// 具体轿车建造者类public class SedanCarBuilder implements Builder { private Car car;public SedanCarBuilder() {car = new SedanCar();}@Overridepublic void setBrand(String brand) {car.setBrand(brand);}@Overridepublic void setEngineType(String engineType) { car.setEngineType(engineType);}@Overridepublic void setColor(String color) {car.setColor(color);}@Overridepublic void setWheelNumber(int wheelNumber) {car.setWheelNumber(wheelNumber);}@Overridepublic Car build() {return car;}}// 指挥者类public class Director {private Builder builder;public Director(Builder builder) {this.builder = builder;}public void construct(String brand, String engineType, String color, int wheelNumber) {builder.setBrand(brand);builder.setEngineType(engineType);builder.setColor(color);builder.setWheelNumber(wheelNumber);}public Car getCar() {return builder.build();}}// 客户端代码public class Client {public static void main(String[] args) {Builder builder = new SedanCarBuilder();Director director = new Director(builder);director.construct("Toyota", "V6", "Red", 4);Car car = director.getCar();System.out.println("Car brand: " + car.getBrand());System.out.println("Car engine type: " + car.getEngineType());System.out.println("Car color: " + car.getColor());System.out.println("Car wheel number: " + car.getWheelNumber());}}```六、实验总结通过本次实验，我们深入理解了建造者模式的设计理念和应用场景。
软件开发中的设计模式有哪些
软件开发中的设计模式有哪些在软件开发的领域中，设计模式就像是一套经过实践检验的解决方案，帮助开发者更高效、更优雅地解决常见的问题。
它们是软件开发中的宝贵经验总结，为构建可维护、可扩展和灵活的软件系统提供了有力的支持。
接下来，让我们一起探索一下软件开发中常见的设计模式。
一、创建型设计模式1、单例模式（Singleton Pattern）单例模式确保一个类只有一个实例存在，并提供一个全局访问点来获取该实例。
这在某些情况下非常有用，比如一个系统中只需要一个数据库连接池或者一个日志记录器。
想象一下，如果多个线程同时创建多个数据库连接池实例，不仅会浪费资源，还可能导致混乱。
通过单例模式，我们可以保证只有一个实例存在，有效地管理资源。
2、工厂模式（Factory Pattern）当我们需要创建对象，但又不想让客户端直接与具体的类进行交互时，工厂模式就派上用场了。
它定义了一个用于创建对象的接口，让子类决定实例化哪一个类。
比如，在一个汽车生产厂中，有不同类型的汽车（轿车、SUV 等），我们可以通过一个工厂类根据需求来创建相应类型的汽车对象，而客户端只需要向工厂请求即可，无需关心具体的创建细节。
3、抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern）抽象工厂模式提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口，而无需指定它们具体的类。
例如，一个家具厂可能生产多种风格的家具（现代风格、古典风格），每种风格都有配套的椅子、桌子和沙发。
通过抽象工厂模式，我们可以根据用户选择的风格创建一整套家具，保证了风格的一致性和协调性。
4、建造者模式（Builder Pattern）建造者模式将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
比如构建一个电脑配置，我们可以有不同的 CPU、内存、硬盘等组件选择，通过建造者模式，可以清晰地定义构建的步骤和顺序，同时能够灵活地组合不同的组件来创建出各种不同配置的电脑。
建造者（Builder）模式的若干使用场景
建造者（Builder）模式的若⼲使⽤场景1.场景⼀如果我们需要将⼀个复杂对象的构建与它的表⽰分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表⽰的意图时，我们可以使⽤ Builder模式，⼜叫⽣成器模式。
如果我们⽤了Builder模式，那么⽤户就只需要指定需要建造的类型就可以得到它们，⽽具体建造的过程和细节就不需要知道了。
⽐如现在我们有⼀个这样的使⽤场景，需要在屏幕上画⼩⼈，⼈要有头⼿脚，要画不同的⼈，胖的⼩⼈，瘦的⼩⼈，矮的⼩⼈。
按照通常的写法，会有很多的样板代码，画⼈的头，画⼈脚⼿，如果⼀不⼩⼼，⾮常容易缺胳膊少腿。
下⾯我们演⽰Builder模式的实现：public class Person {//限于篇幅get和set⽅法此处省略Head head;Body body;Arm leftArm;Arm rightArm;Leg leftLeg;Leg rightLeg;public void drawHead(int size){...}public void drawBody(int size){...}public void drawLeftArm(int size){...}public void drawRightArm(int size){...}public void drawLeftLeg(int size){...}public void drawRightLeg(int size){...}}abstract class BuilderPerson {protected Person person = new Person();public abstract void buildHead();public abstract void buildBody();public abstract void buildLeftArm();public abstract void buildRightArm();public abstract void buildLeftLeg();public abstract void buildRightLeg();}public class BuilderThinPerson extends BuilderPerson{@Overridepublic void buildHead() {person.drawHead(10);}@Overridepublic void buildBody() {person.drawBody(10); //画胖⼩⼈只需将这边的数值修改，// 再⽣成⼀个类即可}@Overridepublic void buildLeftArm() {person.drawLeftArm(5);}@Overridepublic void buildRightArm() {person.drawRightArm(5);}@Overridepublic void buildLeftLeg() {person.drawLeftLeg(7);}@Overridepublic void buildRightLeg() {person.drawRightLeg(7);}}我们还缺Builder模式中⼀个⾮常重要的类，指挥者(Director)，⽤它来控制建造过程，也⽤来隔离⽤户与建造过程的关联。
C++设计模式-Builder建造者模式
作用:将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
Builder模式和AbstractFactory模式在功能上很相似，因为都是用来创建大的复杂的对象，它们的区别是：Builder模式强调的是一步步创建对象，并通过相同的创建过程可以获得不同的结果对象，一般来说Builder模式中对象不是直接返回的。
而在AbstractFactory模式中对象是直接返回的，AbstractFactory模式强调的是为创建多个相互依赖的对象提供一个同一的接口。
适用于以下情况:1)当创建复杂对象的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。
2)当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。
UML图如下：Builder：定义创建对象过程的抽象，提供构建不同组成部分的接口其中：BuildPartA,BuildPartB,BuildPartC是对一个对象不同部分的构建函数接口,由Builder 的派生类ConcreteBuilder1、ConcreteBuilder2来具体实现.另外还有一个需要注意的函数,就是Director::Construct函数,这个函数里面通过调用上面的接口函数完成对象的构建--也就是说各个不同部分装配的过程都是一致的(同样的调用的Construct函数),但是不同的构建方式会有不同的表示(根据Builder的实际类型来决定如何构建,也就是多态)Builder模式是基于这样的一个情况:一个对象可能有不同的组成部分,这几个部分的不同的创建对象会有不同的表示,但是各个部分之间装配的方式是一致的.比方说一辆单车,都是由车轮车座等等的构成的(一个对象不同的组成部分),不同的品牌生产出来的也不一样(不同的构建方式).虽然不同的品牌构建出来的单车不同,但是构建的过程还是一样的也就是说,Director::Construct函数中固定了各个组成部分的装配方式,而具体是装配怎样的组成部分由Builder的派生类实现.实现:Builder模式的实现基于以下几个面向对象的设计原则:1)把变化的部分提取出来形成一个基类和对应的接口函数,在这里不会变化的是都会创建PartA 和PartB,变化的则是不同的创建方法,于是就抽取出这里的Builder基类和BuildPartA,BuildPartB接口函数2)采用聚合的方式聚合了会发生变化的基类,就是这里Director聚合了Builder类的指针.以上，通过两个派生类ConcreteBuilder1、ConcreteBuilder2定义了两种不同的建造细节（建造步骤是一样的，由Construct函数确定），通过两个派生类所建造出来的对象，对外部所展现出来的属性或者功能是不一样的，由各自Builder派生类中的建造方法（BuildPartA、BuildPartB、BuildPartC）决定。
建造者模式在项目中的应用
建造者模式在项目中的应用一、引言建造者模式是一种创建型设计模式，它允许你分步骤地构造复杂对象。
该模式允许你使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。
在本文中，将介绍建造者模式在项目中的应用，包括建造者模式的基本概念、优点和缺点，以及如何在项目中实现建造者模式。
二、建造者模式的基本概念1. 建造者：定义了产品的创建过程和最终结果，并提供了一个接口来返回最终创建结果。
2. 具体建造者：实现了建造者接口，并提供了具体的创建方法。
3. 产品：表示被构建的复杂对象。
4. 指挥者：指导具体建造者如何构建产品。
三、建造者模式的优点1. 将对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
2. 可以更加精细地控制对象的构建过程，从而可以更好地满足需求。
3. 可以减少重复代码，提高代码复用性。
四、建造者模式的缺点1. 建造者模式需要额外定义多个类，增加了系统复杂度。
2. 对象必须有一个共同的接口，才能使用相同的构建过程。
五、建造者模式在项目中的应用建造者模式在实际项目中有很多应用场景，以下是其中几个典型的应用场景。
1. 安装程序安装程序通常需要进行一系列操作，例如检查系统配置、安装文件、创建快捷方式等。
这些操作可以使用建造者模式来实现。
具体建造者可以是不同类型的安装程序，例如 Windows 安装程序和 Linux 安装程序。
2. 网站生成器网站生成器通常需要根据用户需求生成不同类型和形式的网站。
这些网站可以使用建造者模式来实现。
具体建造者可以是不同类型的网站生成器，例如博客生成器和电商网站生成器。
3. 游戏角色创建在游戏开发中，角色创建通常需要进行一系列操作，例如选择职业、设置属性、选择技能等。
这些操作可以使用建造者模式来实现。
具体建造者可以是不同类型的角色创建器，例如战士创建器和法师创建器。
4. 订单处理订单处理通常需要根据用户需求生成不同类型和形式的订单。
这些订单可以使用建造者模式来实现。
建造者设计模式的特点
建造者设计模式的特点
建造者设计模式的特点主要包括以下几个方面：
1. 分离构建过程和表示：建造者模式将一个复杂对象的构建过程与它的表示分离开来，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
2. 隐藏产品内部细节：通过建造者模式，产品的具体实现细节被隐藏在具体建造者类中，客户端只需要知道如何调用建造者来构建产品即可，无需关心产品的具体构建过程。
3. 可以灵活选择构建过程中的具体实现：建造者模式允许客户端通过指定不同的具体建造者来选择不同的构建过程，从而创建不同的产品表现形式。
4. 避免重复创建对象：建造者模式中，通过指导者类来负责组织建造者类的调用顺序，使用同一个指导者对象可以重复执行相同的构建过程来创建不同的产品对象。
5. 客户端与产品的耦合度低：建造者模式通过引入指导者类，将客户端与产品的创建过程解耦，客户端只需通过指导者来创建产品，无需直接与具体的产品类交互。
综上所述，建造者设计模式主要特点是将复杂对象的构建过程与表示分离，隐藏
了产品内部细节，提供了灵活选择构建过程的方式，避免了重复创建对象，同时降低了客户端与产品的耦合度。
建造者模式的应用例子及其演化过程
建造者模式的应用例子及其演化过程软件设计模式是软件开发中常用的一种模式化的解决方案。
在软件开发中，常常需要为每个对象进行繁琐的初始化和参数设置工作。
而建造者模式是一种松耦合的解决方案，可以有效减轻开发者的工作负担，提高代码的可阅读性和可维护性。
同时，建造者模式在实现业务逻辑复杂的对象时，可以大幅度降低代码重构的难度。
本文将通过实际案例分析建造者模式的应用范围，以及建造者模式在实际开发中的演化过程。
一、案例分析在实际开发过程中，建造者模式适用于需要构建大量具有相似结构的对象的场景。
下面通过一个实际案例来说明建造者模式的应用。
假设我们正在开发一个游戏，这个游戏需要计算一个英雄角色的属性值。
这个英雄角色有攻击力、防御力、生命值三个属性。
同时，在每个英雄的属性之间会存在一定比例的关系。
比如，攻击力越高，则防御和生命值就可能越低。
因此，在游戏开发中，需要设计一个英雄属性计算器。
这个计算器的功能是，可以根据不同的英雄类型，计算出每个英雄角色的三个属性值。
在这种情况下，我们可以使用建造者模式来实现英雄属性计算器的功能。
具体实现方式如下：1.定义抽象建造者类HeroBuilder，其中包含用于设置英雄属性的方法。
```javapublic abstract class HeroBuilder {protected Hero hero = new Hero();public abstract void buildAttack();public abstract void buildDefense();public abstract void buildHP();public Hero getHero() {return hero;}}```2.定义具体英雄建造者类WarriorBuilder和MageBuilder。
这两个具体建造者分别用于构建战士和法师两种不同类型的英雄。
具体实现方式如下。
```javapublic class WarriorBuilder extends HeroBuilder {public void buildAttack() {hero.setAttack(100);}public void buildDefense() {hero.setDefense(50);}public void buildHP() {hero.setHP(500);}}public class MageBuilder extends HeroBuilder {public void buildAttack() {hero.setAttack(70);}public void buildDefense() {hero.setDefense(30);}public void buildHP() {hero.setHP(300);}}```由于不同类型的英雄之间属性存在比例关系，因此我们可以通过在英雄建造者中添加一些计算逻辑来实现这些比例关系。