Что такое паттерн проектирования 'Строитель' (Builder)?

Паттерн "Строитель" (Builder) — это порождающий паттерн проектирования, который позволяет создавать сложные объекты пошагово, предоставляя различные варианты конфигурации.

• Назначение: Отделить процесс конструирования объекта от его представления. Позволяет получать разные представления одного и того же процесса конструирования.
• Преимущества:
  • Позволяет пошагово строить объект, скрывая детали конструирования.
  • Облегчает создание объектов с большим количеством необязательных параметров (в отличие от конструкторов с множеством аргументов или анти-паттерна Telescoping Constructors).
  • Можно использовать один и тот же код строительства для создания различных представлений объекта.
• Основные участники:
  1. Builder (Строитель): Интерфейс или абстрактный класс, определяющий шаги построения частей объекта.
  2. ConcreteBuilder (Конкретный Строитель): Реализация интерфейса Builder, создающая конкретные части объекта и предоставляющая метод для получения конечного результата.
  3. Director (Директор): Определяет последовательность шагов для создания объекта, используя объект Builder. Директор является необязательным и клиент может работать напрямую с Строителем.
  4. Product (Продукт): Представляемый объект, который строится.

Пример структуры (Java):

// Product
class Car {
    private String engine;
    private int wheels;
    private String color;

    public void setEngine(String engine) {
        this.engine = engine;
    }

    public void setWheels(int wheels) {
        this.wheels = wheels;
    }

    public void setColor(String color) {
        this.color = color;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car [engine=" + engine + ", wheels=" + wheels + ", color=" + color + "]";
    }
}

// Builder interface
interface CarBuilder {
    void buildEngine();
    void buildWheels();
    void buildColor();
    Car getResult();
}

// ConcreteBuilder
class SportsCarBuilder implements CarBuilder {
    private Car car = new Car();

    @Override
    public void buildEngine() {
        car.setEngine("V8");
    }

    @Override
    public void buildWheels() {
        car.setWheels(4);
    }

    @Override
    public void buildColor() {
        car.setColor("Red");
    }

    @Override
    public Car getResult() {
        return car;
    }
}

// Director (Optional)
class CarDirector {
    private CarBuilder builder;

    public CarDirector(CarBuilder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public void constructCar() {
        builder.buildEngine();
        builder.buildWheels();
        builder.buildColor();
    }
}

// Client usage
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        CarBuilder sportsCarBuilder = new SportsCarBuilder();
        CarDirector director = new CarDirector(sportsCarBuilder);

        director.constructCar();
        Car sportsCar = sportsCarBuilder.getResult();
        System.out.println("Built car: " + sportsCar);

        // Direct usage without Director
        CarBuilder anotherSportsCarBuilder = new SportsCarBuilder();
        anotherSportsCarBuilder.buildEngine();
        anotherSportsCarBuilder.buildColor(); // Build without wheels
        Car partialCar = anotherSportsCarBuilder.getResult();
        System.out.println("Built partial car: " + partialCar);
    }
}