建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，它允许你创建复杂对象的不同组成部分，并且可以灵活地组装这些部分以创建新的对象。建造者模式将一个复杂对象的构建过程和它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

在建造者模式中，有以下几个角色：

1. Builder（建造者）：定义了创建产品各个部件的抽象接口。
2. ConcreteBuilder（具体建造者）：实现了 Builder 接口，负责具体产品各个部件的创建和装配。
3. Product（产品）：表示被构造的复杂对象。通常包含多个部件。
4. Director（指挥者）：负责调用建造者的方法来创建产品。Director 不直接创建产品，而是通过调用建造者的方法来完成产品的创建过程。

UML类图

Java示例

// 产品类
class Product {
    private String part1;
    private int part2;
    private boolean part3;

    public void setPart1(String part1) {
        this.part1 = part1;
    }

    public void setPart2(int part2) {
        this.part2 = part2;
    }

    public void setPart3(boolean part3) {
        this.part3 = part3;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Product{" +
                "part1='" + part1 + '\'' +
                ", part2=" + part2 +
                ", part3=" + part3 +
                '}';
    }
}

// 抽象建造者
interface Builder {
    void buildPart1();
    void buildPart2();
    void buildPart3();
    Product getResult();
}

// 具体建造者
class ConcreteBuilder implements Builder {
    private Product product;

    public ConcreteBuilder() {
        this.product = new Product();
    }

    @Override
    public void buildPart1() {
        product.setPart1("Part 1");
    }

    @Override
    public void buildPart2() {
        product.setPart2(123);
    }

    @Override
    public void buildPart3() {
        product.setPart3(true);
    }

    @Override
    public Product getResult() {
        return product;
    }
}

// 指挥者
class Director {
    private Builder builder;

    public void setBuilder(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public void construct() {
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();
        builder.buildPart3();
    }
}

// 客户端代码
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建具体建造者
        Builder builder = new ConcreteBuilder();

        // 创建指挥者，并设置建造者
        Director director = new Director();
        director.setBuilder(builder);

        // 指挥者构建产品
        director.construct();

        // 获取构建好的产品
        Product product = builder.getResult();
        System.out.println(product);
    }
}

适用场景

建造者模式适用于以下场景：

1. 创建复杂对象：当需要创建一个复杂对象，该对象由多个部分组成，并且这些部分的创建过程相对独立时，可以使用建造者模式。建造者模式将复杂对象的创建过程分解为多个步骤，并且每个步骤由一个具体建造者来负责，从而使得系统更易于理解和维护。
2. 产品的构建过程稳定：当产品的构建过程相对稳定，但不同的具体建造者可以以不同的方式构建产品时，可以使用建造者模式。建造者模式允许在不同的具体建造者中实现产品的构建过程，从而实现了产品的多样化。
3. 避免重叠构造函数：当一个类拥有多个属性，而且属性之间存在一定的依赖关系，如果使用重叠构造函数来创建对象，则容易出现构造函数参数列表过长、参数顺序容易混淆等问题。这时可以使用建造者模式，将对象的构建过程分解为多个步骤，并且通过链式调用来设置属性，从而避免了重叠构造函数的问题。
4. 灵活配置对象的创建过程：当希望灵活配置对象的创建过程，并且允许在运行时动态地改变对象的构建过程时，可以使用建造者模式。建造者模式允许在客户端代码中动态地指定具体建造者，从而改变对象的构建过程。
5. 创建不同表示的对象：当需要根据不同的需求创建不同表示的对象时，可以使用建造者模式。建造者模式允许通过不同的具体建造者来创建不同表示的对象，从而实现了同样的构建过程可以创建不同表示的对象。

总的来说，建造者模式适用于需要创建复杂对象、产品构建过程相对稳定但又存在多样性、需要避免重叠构造函数、希望灵活配置对象创建过程以及需要创建不同表示的对象等场景。它提供了一种灵活的方式来创建复杂对象，并且能够有效地解决对象构建过程中的一些问题。