Паттерн Builder (Строитель)

Паттерн Builder является паттерном создания объектов (creational pattern). Суть его заключается в том, чтобы отделить процесс создания некоторого сложного объекта от его представления. Таким образом, можно получать различные представления объекта, используя один и тот же “технологический” процесс.
Паттерн Строитель иногда путают с паттерном проектирования Factory. И не удивительно, так как они действительно во многом схожи.
В этой статье я опишу небольшой пример реализации Builder’a на языке Java, а так же попробую коротко объяснить разницу между Builder и Factory.

Предположим, нам необходимо написать программу для сборки копьютера. Для начала нам нужен сам компьютер и абстрактый Builder для его создания:

class Computer {
  private String display = null;
  private String systemBlock = null;
  private String manipulators = null;

  public void setDisplay(String display) {
    this.display = display;
  }
  public void setSystemBlock(String systemBlock) {
    this.systemBlock = systemBlock;
  }
  public void setManipulators(String manipulators) {
    this.manipulators = manipulators;
  }
}

abstract class ComputerBuilder {
  protected Computer computer;

  public Computer getComputer() {
    return computer;
  }

  public void createNewComputer() {
    computer = new Computer();
  }

  public abstract void buildSystemBlock();
  public abstract void buildDisplay();
  public abstract void buildManipulators();
}

Теперь, нам нужно предоставить хотя бы одну имплементацию построителя (иными словами, нам нужен конкретный Builder):

class CheapComputerBuilder extends ComputerBuilder {
  public void buildSystemBlock() {
    computer.setSystemBlock("Everest");
  }
  public void buildDisplay() {
    computer.setDisplay("CRT");
  }
  public void buildManipulators() {
    computer.setManipulators("mouse+keyboard");
  }
}

Далее, еще одна важная часть нашей программы - класс Director:

class Director {
  private ComputerBuilder computerBuilder;

  public void setComputerBuilder(ComputerBuilder computerBuilder) {
    this.computerBuilder = computerBuilder;
  }

  public Computer getComputer() {
    return computerBuilder.getComputer();
  }

  public void constructComputer() {
    computerBuilder.createNewComputer();
    computerBuilder.buildSystemBlock();
    computerBuilder.buildDisplay();
    computerBuilder.buildManipulators();
  }
}

Вы наверное спросите, а зачем вообще создавать этот класс, ведь можно сразу вызывать методы Builder’a из клиента. Класс Director делает комплексное построение продукта (в нашем случае компьютера) и не заботиться о том, как именно создаются его части.
Те, кто читал предыдущие статьи о паттернах проектирования, наверняка увидят в классе Director использование паттерна Strategy. Множество построителей компьютера - ComputerBuilder - это и есть стратегии.
Ну и наконец, класс-клиент:

class BuilderExample {
  public static void main(String[] args) {
    Director director = new Director();
    ComputerBuilder cheapComputerBuilder = new CheapComputerBuilder();

    director.setComputerBuilder(cheapComputerBuilder);
    director.constructComputer();

    Computer computer = director.getComputer();
  }
}

Преимущества использования паттерна Builder:

• дает больший контроль над процессом создания объектов;
• позволяет варьировать внутреннее представление объекта;
• отделяет процесс конструирования объекта от его внутреннего представления

На последок несколько слов о разнице между паттерном Factory и паттерном Строитель. Factory сосредотачивается на том, что именно создается, а Builder - на том, как оно создается.