기술나눔

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디자인 패턴 중 빌더 패턴(Builder Pattern)은 일반적으로 사용되는 객체 생성 디자인 패턴으로 복잡한 객체 구성 문제를 해결하는 데 주로 사용됩니다. 빌더 모드에 대한 자세한 소개는 다음과 같습니다.

1. 정의

빌더 패턴은 복잡한 객체의 구성과 표현을 분리하여 동일한 구성 프로세스로 다른 표현을 만들 수 있도록 합니다. 즉, 복잡한 개체의 구축 과정을 일련의 간단한 단계로 나누고 사용자가 이러한 단계의 순서와 매개 변수를 지정하여 다양한 개체를 만들 수 있도록 하는 방식으로 작동합니다.

2. 클래스 다이어그램 및 구조

클래스 다이어그램

빌더 모드에는 일반적으로 다음 역할이 포함됩니다.

1. 제품 역할(제품): 일반적으로 여러 구성 요소를 포함하는 구성되는 복잡한 개체를 나타냅니다.
2. 추상 작성기: 제품 객체의 다양한 구성 요소를 생성하기 위한 추상 인터페이스를 정의합니다.
3. 콘크리트 빌더: Builder 인터페이스를 구현하고, 복잡한 제품의 각 구성 요소에 대한 구체적인 생성 방법을 완성하고, 최종 제품을 반환하는 인터페이스를 정의합니다.
4. 감독 : 복잡한 객체 생성을 완료하기 위해 빌더 객체에서 구성 요소 구성 및 어셈블리 메서드를 호출하는 역할을 담당합니다. 특정 제품 정보는 포함되지 않으며 클라이언트와 빌더를 분리할 뿐입니다.

3. 적용 가능한 시나리오

빌더 패턴은 다음 시나리오에 적합합니다.

1. 객체 구조가 복잡하다: 빌드해야 하는 객체의 내부 구조가 복잡하고 여러 속성과 메소드를 포함하는 경우 빌더 패턴을 사용하면 빌드 프로세스를 단순화할 수 있습니다.
2. 빌드 프로세스가 복잡함: 객체의 구성 프로세스에 여러 단계가 포함되고 이러한 단계의 순서와 매개변수가 다를 수 있는 경우 빌더 패턴은 명확한 구성 프로세스를 제공할 수 있습니다.
3. 분리된 생성 및 사용: 사용자가 객체의 최종 표현에만 관심을 갖고 객체 생성의 세부 사항에 신경 쓸 필요가 없도록 객체 생성 및 사용 프로세스를 분리하려는 경우 빌더 패턴이 좋은 선택입니다.

4. 장점과 단점

이점

1. 좋은 캡슐화: 빌더 내에서 복잡한 객체의 구성 프로세스를 캡슐화합니다. 클라이언트는 구성 프로세스의 세부 사항을 알지 못한 채 구성 유형과 매개변수만 지정하면 최종 제품을 얻을 수 있습니다.
2. 좋은 확장성: 새로운 빌드 유형을 추가하거나 빌드 프로세스를 수정해야 하는 경우 빌더 클래스만 추가하거나 수정하면 되며 이는 클라이언트 코드에 영향을 미치지 않습니다.
3. 높은 유연성: 빌더의 빌드 순서나 매개변수를 변경하여 다양한 제품 인스턴스를 생성할 수 있는 유연성.

결점

1. 수업 수를 늘리세요: 빌더 인터페이스, 특정 빌더 클래스, 커맨더 클래스 등 여러 클래스를 생성해야 하므로 시스템 내 클래스 수가 늘어날 수 있습니다.
2. 내부수정의 어려움: 제품의 내부 구조가 변경되면 여러 빌더 클래스를 수정해야 하므로 시스템 유지 관리 비용이 증가할 수 있습니다.

5. 예시

다음 예에서는 빌더 패턴을 사용하여 주택 개조 시스템을 설계해 보겠습니다.우리는House 클래스는 여러 장식 구성 요소(예: 천장, 페인트, 바닥, 바닥 타일 등)를 포함하는 복잡한 개체입니다.그런 다음, 우리는HouseBuilder 이러한 구성 요소를 생성하기 위한 추상 메서드가 포함된 인터페이스입니다. 다음으로, 각각의 특정 장식 스타일(예: 럭셔리 유럽 스타일, 가벼운 럭셔리 목가적 스타일, 현대적인 미니멀리스트)에 대한 특정 빌더 클래스를 만듭니다.마지막으로, 우리는Director클래스를 사용하여 빌드 프로세스를 안내하지만 이 예제에서는 빌더 클래스에서 직접 전체 빌드 논리를 정의할 수 있으므로 필요하지 않을 수 있습니다.

그러나 지휘자 역할의 개념을 보여주기 위해 우리는Director클래스이지만 설명 목적으로만 실제로 빌드 프로세스는 빌더 클래스에서 직접 수행될 수 있습니다.

// 房屋类  
public class House {  
    private String ceiling; // 吊顶  
    private String paint;   // 涂料  
    private String floor;   // 地板  
    private String tiles;   // 地砖  
  
    // 私有构造函数  
    private House() {}  
  
    // Getter 方法  
    public String getCeiling() {  
        return ceiling;  
    }  
  
    public String getPaint() {  
        return paint;  
    }  
  
    public String getFloor() {  
        return floor;  
    }  
  
    public String getTiles() {  
        return tiles;  
    }  
  
    // 建造者接口  
    public interface HouseBuilder {  
        HouseBuilder buildCeiling(String ceiling);  
        HouseBuilder buildPaint(String paint);  
        HouseBuilder buildFloor(String floor);  
        HouseBuilder buildTiles(String tiles);  
        House build();  
    }  
  
    // 豪华欧式建造者  ,注意是静态内部类
    public static class LuxuryEuropeanBuilder implements HouseBuilder {  
        private House house;  
  
        public LuxuryEuropeanBuilder() {  
            this.house = new House();  
        }  
  
        @Override  
        public HouseBuilder buildCeiling(String ceiling) {  
            house.ceiling = "豪华欧式吊顶: " + ceiling;  
            return this;  
        }  
  
        @Override  
        public HouseBuilder buildPaint(String paint) {  
            house.paint = "豪华欧式涂料: " + paint;  
            return this;  
        }  
  
        @Override  
        public HouseBuilder buildFloor(String floor) {  
            house.floor = "豪华欧式地板: " + floor;  
            return this;  
        }  
  
        @Override  
        public HouseBuilder buildTiles(String tiles) {  
            house.tiles = "豪华欧式地砖: " + tiles;  
            return this;  
        }  
  
        @Override  
        public House build() {  
            return house;  
        }  
    }  
  
    // ... 可以为其他风格创建类似的建造者类  
  
    // 指挥者类（可选，这里主要用于展示概念）  
    public static class Director {  
        private HouseBuilder builder;  
  
        public Director(HouseBuilder builder) {  
            this.builder = builder;  
        }  
  
        // 这里可以添加方法来指导建造过程，但在这个例子中，我们直接在建造者中完成了所有工作  
        public House constructHouse() {  
            // 假设这是由指挥者指导的步骤，但在这里我们直接返回建造者的结果  
            return builder  
                .buildCeiling("水晶吊灯")  
                .buildPaint("金色镶边涂料")  
                .buildFloor("大理石地板")  
                .buildTiles("马赛克地砖")  
                .build();  
        }  
    }  
  
    // 主函数，用于演示  
    public static void main(String[] args) {  
        HouseBuilder luxuryBuilder = new LuxuryEuropeanBuilder();  
        // Director director = new Director(luxuryBuilder); // 如果使用指挥者  
  
        House house = luxuryBuilder  
                .buildCeiling("水晶吊灯")  
                .buildPaint("金色镶边涂料")  
                .buildFloor("大理石地板")  
                .buildTiles("马赛克地砖")  
                .build();  
  
        System.out.println("Ceiling: " + house.getCeiling());  
        System.out.println("Paint: " + house.getPaint());  
        System.out.println("Floor: " + house.getFloor());  
        System.out.println("Tiles: " + house.getTiles());  
    }  
}

이 예에서는Director모든 빌드 로직이 이미 캡슐화되어 있으므로 클래스는 실제로 많은 가치를 추가하지 않습니다.HouseBuilder 인터페이스가 구현됩니다. 하지만 더 복잡한 애플리케이션에서는Director클래스는 특히 빌드 프로세스가 여러 빌더에 걸쳐 있는 경우 빌드 프로세스의 순서와 논리를 캡슐화하는 데 사용할 수 있습니다.

6. 결론

위의 소개를 통해 빌더 패턴은 복잡한 객체를 구축할 때 큰 장점이 있음을 알 수 있습니다. 이는 구성 프로세스를 표현과 분리하여 코드의 캡슐화 및 확장성을 향상시키고 클라이언트와 특정 제품 사이의 시간을 단축합니다. . 사이의 결합 정도.

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