Что такое паттерн проектирования Строитель (Builder)?

Паттерн проектирования Строитель (Builder) — это порождающий паттерн, который позволяет создавать сложные объекты пошагово. Он отделяет процесс конструирования объекта от его представления, позволяя использовать один и тот же процесс конструирования для получения различных представлений объекта.

Ключевые особенности:

• Отделение конструирования от представления: Сам алгоритм создания объекта не зависит от конкретных деталей создаваемого объекта.
• Пошаговое создание: Объект создается путем вызова последовательности методов строителя.
• Различные вариации объекта: Один и тот же строитель может использоваться для создания объектов с разным составом или конфигурацией.
• Использование Director (Необязательно): Объект Director может управлять процессом построения, определяя последовательность вызовов методов строителя.

Структура паттерна:

• Builder: Интерфейс или абстрактный класс, определяющий методы для построения различных частей объекта.
• ConcreteBuilder: Реализует интерфейс Builder и предоставляет специфическую реализацию для построения конкретного типа объекта. Содержит методы для создания частей объекта и метод для получения построенного объекта.
• Product: Сложный объект, который строится.
• Director (Необязательно): Класс, который использует объект Builder для создания Product. Определяет порядок вызовов методов Builder.

Преимущества:

• Позволяет создавать объекты с большим количеством необязательных параметров, избегая "телескопического конструктора" (множества конструкторов с разным набором параметров).
• Позволяет изменять внутреннее представление объекта без изменения клиента, использующего Builder.
• Облегчает добавление новых типов построения.
• Улучшает читаемость и сопровождаемость кода при создании сложных объектов.

Недостатки:

• Увеличивает количество классов в проекте.
• Может быть избыточен для простых объектов.

Пример использования:

Представьте создание объекта "Автомобиль" с различными опциями (двигатель, цвет, коробка передач и т.д.). Вместо множества конструкторов, мы можем использовать Builder для пошагового конфигурирования автомобиля.

// Product
class Car {
    private String engine;
    private String color;
    private String transmission;

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

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

    public void setTransmission(String transmission) {
        this.transmission = transmission;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Car{" +
               "engine='" + engine + '\'' +
               ", color='" + color + '\'' +
               ", transmission='" + transmission + '\'' +
               '}';
    }
}

// Builder
interface CarBuilder {
    void buildEngine(String engine);
    void buildColor(String color);
    void buildTransmission(String transmission);
    Car getResult();
}

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

    @Override
    public void buildEngine(String engine) {
        car.setEngine(engine);
    }

    @Override
    public void buildColor(String color) {
        car.setColor(color);
    }

    @Override
    public void buildTransmission(String transmission) {
        car.setTransmission(transmission);
    }

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

// Client (или Director)
class CarManufacturing {
    public Car constructSportCar(CarBuilder builder) {
        builder.buildEngine("V8");
        builder.buildColor("Red");
        builder.buildTransmission("Automatic");
        return builder.getResult();
    }
}

В этом примере Car - это Product, CarBuilder - это Builder, SportCarBuilder - это ConcreteBuilder, а CarManufacturing может выступать в роли Director.