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软件工程学习日志2025.11.3

news 2026/3/26 22:59:56

软件设计模式 - 建造者模式实战
• 实验来源：石家庄铁道大学信息学院实验5

• 实验类型：模仿型实验

• 核心目标：深入理解建造者模式的原理并掌握实际应用

🔍 建造者模式核心理解

模式动机

建造者模式的核心价值在于将复杂对象的构建过程与其表示分离。在计算机组装这个典型案例中：
• 复杂对象：计算机（包含CPU、内存、硬盘、主机等多个部件）

• 稳定过程：组装流程固定（安装CPU→内存→硬盘→主机）

• 不同表示：最终产品可以是笔记本或台式机等不同形态

模式优势

构建过程封装：指挥者统一管理组装流程
产品表示灵活：相同构建过程可产生不同产品
符合开闭原则：新增计算机类型只需添加新建造者

🏗️ 系统类图设计

classDiagram
class Computer {
-String cpu
-String memory
-String hardDisk
-String mainFrame
+setCPU(String cpu)
+setMemory(String memory)
+setHardDisk(String hardDisk)
+setMainFrame(String mainFrame)
+show()
}

class ComputerBuilder {<<abstract>>#Computer computer+buildComputer() void+buildCPU() void+buildMemory() void+buildHardDisk() void+buildMainFrame() void+getComputer() Computer
}class LaptopBuilder {+buildCPU() void+buildMemory() void+buildHardDisk() void+buildMainFrame() void
}class DesktopBuilder {+buildCPU() void+buildMemory() void+buildHardDisk() void+buildMainFrame() void
}class Director {-ComputerBuilder builder+setBuilder(ComputerBuilder builder)+construct() Computer
}ComputerBuilder <|-- LaptopBuilder
ComputerBuilder <|-- DesktopBuilder
ComputerBuilder o--> Computer
Director o--> ComputerBuilder

💻 核心代码实现

产品类 - 计算机实体

/**

计算机产品类 - 代表被构建的复杂对象
*/
public class Computer {
private String cpu;
private String memory;
private String hardDisk;
private String mainFrame;

// Setter方法
public void setCPU(String cpu) { this.cpu = cpu; }
public void setMemory(String memory) { this.memory = memory; }
public void setHardDisk(String hardDisk) { this.hardDisk = hardDisk; }
public void setMainFrame(String mainFrame) { this.mainFrame = mainFrame; }

/**
- 展示电脑配置信息
  */
  public void show() {
  System.out.println("====== 电脑配置信息 ");
  System.out.println("主机：" + mainFrame);
  System.out.println("CPU：" + cpu);
  System.out.println("内存：" + memory);
  System.out.println("硬盘：" + hardDisk);
  System.out.println("===================");
  }
  }

抽象建造者 - 定义构建接口

/**

抽象建造者 - 定义计算机组装的通用接口
*/
public abstract class ComputerBuilder {
protected Computer computer;

public Computer getComputer() {
return computer;
}

/**
- 创建计算机实例
  */
  public void buildNewComputer() {
  computer = new Computer();
  }
// 抽象构建方法
public abstract void buildMainFrame();
public abstract void buildCPU();
public abstract void buildMemory();
public abstract void buildHardDisk();
}

具体建造者 - 笔记本构建器

/**

具体建造者 - 笔记本电脑组装实现
*/
public class LaptopBuilder extends ComputerBuilder {

@Override
public void buildMainFrame() {
computer.setMainFrame("联想轻薄本专用主板");
System.out.println("安装笔记本主板...");
}

@Override
public void buildCPU() {
computer.setCPU("Intel Core i7-1260P 移动版");
System.out.println("安装笔记本CPU...");
}

@Override
public void buildMemory() {
computer.setMemory("16GB LPDDR5 4800MHz");
System.out.println("安装笔记本内存...");
}

@Override
public void buildHardDisk() {
computer.setHardDisk("1TB NVMe SSD");
System.out.println("安装笔记本硬盘...");
}
}

具体建造者 - 台式机构建器

/**

具体建造者 - 台式电脑组装实现
*/
public class DesktopBuilder extends ComputerBuilder {

@Override
public void buildMainFrame() {
computer.setMainFrame("华硕TUF GAMING ATX大板");
System.out.println("安装台式机主板...");
}

@Override
public void buildCPU() {
computer.setCPU("AMD Ryzen 7 7700X");
System.out.println("安装台式机CPU...");
}

@Override
public void buildMemory() {
computer.setMemory("32GB DDR5 5200MHz");
System.out.println("安装台式机内存...");
}

@Override
public void buildHardDisk() {
computer.setHardDisk("2TB SSD + 4TB HDD");
System.out.println("安装台式机硬盘...");
}
}

指挥者 - 控制构建流程

/**

指挥者 - 控制计算机的组装流程
*/
public class Director {
private ComputerBuilder builder;

public void setBuilder(ComputerBuilder builder) {
this.builder = builder;
}

/**
- 构建计算机的稳定流程
  */
  public Computer construct() {
  System.out.println("开始组装计算机...");
  
  builder.buildNewComputer(); // 步骤1：创建新计算机
  builder.buildMainFrame(); // 步骤2：安装主机
  builder.buildCPU(); // 步骤3：安装CPU
  builder.buildMemory(); // 步骤4：安装内存
  builder.buildHardDisk(); // 步骤5：安装硬盘
  
  System.out.println("计算机组装完成！");
  return builder.getComputer();
  }
  }

客户端测试代码

/**

客户端测试类
*/
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 创建指挥者
Director director = new Director();

 System.out.println("=== 组装笔记本电脑 ===");// 组装笔记本电脑ComputerBuilder laptopBuilder = new LaptopBuilder();director.setBuilder(laptopBuilder);Computer laptop = director.construct();laptop.show();System.out.println("\n=== 组装台式电脑 ===");// 组装台式电脑ComputerBuilder desktopBuilder = new DesktopBuilder();director.setBuilder(desktopBuilder);Computer desktop = director.construct();desktop.show();// 验证两个计算机对象不同System.out.println("两台电脑是否相同: " + (laptop == desktop));

}
}

🎯 运行结果示例