Что такое строитель (Builder) в контексте проектирования программного обеспечения?

Это порождающий паттерн проектирования, который отделяет конструирование сложного объекта от его представления, позволяя создавать различные представления объекта с использованием одного и того же процесса конструирования.

Принцип работы:

• Продукт (Product): Сложный объект, который нужно построить.
• Строитель (Builder): Абстрактный интерфейс для создания частей продукта.
• Конкретный Строитель (Concrete Builder): Реализация интерфейса "Строитель", которая создает конкретные части продукта и собирает их в готовый продукт.
• Директор (Director, опционально): Определяет последовательность шагов конструирования и использует Строителя для создания продукта.

Преимущества:

• Позволяет создавать сложные объекты пошагово.
• Разделяет логику построения объекта от самого объекта.
• Позволяет создавать различные представления объекта с помощью одного и того же процесса.
• Облегчает расширение за счет добавления новых Concrete Builder'ов.

Недостатки:

• Увеличивает количество классов из-за необходимости создания отдельных Concrete Builder'ов.
• Может усложнить код для простых объектов.

Пример использования (Java):

Представим создание сложного объекта "Дом":

// Продукт
class House {
    private String walls;
    private String roof;
    private String windows;
    private String doors;

    public void setWalls(String walls) { this.walls = walls; }
    public void setRoof(String roof) { this.roof = roof; }
    public void setWindows(String windows) { this.windows = windows; }
    public void setDoors(String doors) { this.doors = doors; }

    @Override
    public String toString() {
        return "House{" +
               "walls='" + walls + '\'' +
               ", roof='" + roof + '\'' +
               ", windows='" + windows + '\'' +
               ", doors='" + doors + '\'' +
               '}';
    }
}

// Строитель
interface HouseBuilder {
    void buildWalls();
    void buildRoof();
    void buildWindows();
    void buildDoors();
    House getResult();
}

// Конкретный Строитель
class StoneHouseBuilder implements HouseBuilder {
    private House house;

    public StoneHouseBuilder() {
        this.house = new House();
    }

    @Override
    public void buildWalls() {
        house.setWalls("Stone Walls");
    }

    @Override
    public void buildRoof() {
        house.setRoof("Tile Roof");
    }

    @Override
    public void buildWindows() {
        house.setWindows("Wooden Windows");
    }

    @Override
    public void buildDoors() {
        house.setDoors("Solid Wooden Doors");
    }

    @Override
    public House getResult() {
        return house;
    }
}

// Директор (опционально)
class Director {
    public void constructStoneHouse(HouseBuilder builder) {
        builder.buildWalls();
        builder.buildRoof();
        builder.buildWindows();
        builder.buildDoors();
    }
}

// Использование
public class BuilderExample {
    public static void main(String[] args) {
        Director director = new Director();
        HouseBuilder stoneHouseBuilder = new StoneHouseBuilder();

        director.constructStoneHouse(stoneHouseBuilder);

        House stoneHouse = stoneHouseBuilder.getResult();
        System.out.println(stoneHouse); // Вывод: House{walls='Stone Walls', roof='Tile Roof', windows='Wooden Windows', doors='Solid Wooden Doors'}
    }
}