面试题：Java建造者模式与抽象工厂模式的区别及适用场景

Question

在Java开发中，建造者模式和抽象工厂模式都用于创建对象。结合《Java建造者模式构建复杂对象的高效流程》相关知识，详细分析这两种模式的区别，并且说明在何种具体场景下应优先选择建造者模式，何种场景下应优先选择抽象工厂模式。

Answer 1

建造者模式与抽象工厂模式的区别

1. 目的不同
   • 建造者模式：主要用于创建复杂对象，将对象的构建过程和表示分离。它关注的是如何一步一步地构建一个复杂对象，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
   • 抽象工厂模式：用于创建一系列相关或相互依赖的对象，而不需要指定它们具体的类。它侧重于为创建一组相关对象提供一个接口。
2. 创建对象的粒度
   • 建造者模式：通常创建的是一个复杂的单个对象，这个对象由多个部件组成，建造者模式会指导如何逐步构建这些部件来组成最终的对象。
   • 抽象工厂模式：创建的是一系列对象，这些对象可能属于不同类型，但相互关联。例如，创建一个游戏场景，可能会同时创建角色、道具、地图等一系列相关对象。
3. 构建过程
   • 建造者模式：有明确的构建步骤，客户端通过指挥者（Director）来调用建造者的方法，按顺序构建对象。例如，建造一辆汽车，可能先安装轮子，再安装发动机，最后安装车身等步骤。
   • 抽象工厂模式：客户端直接调用抽象工厂的创建方法来获取对象，没有像建造者模式那样明确的分步构建过程。它更强调对象家族的整体创建。
4. 灵活性
   • 建造者模式：更加灵活，因为它允许在构建过程中进行更细致的控制。可以根据不同的需求调整构建步骤，或者在构建过程中添加额外的逻辑。
   • 抽象工厂模式：相对固定，一旦确定了抽象工厂的接口，创建对象的方式基本固定。主要用于创建对象家族的场景，不太适合对单个对象构建过程有复杂变化的情况。

优先选择建造者模式的场景

1. 对象构建过程复杂：当一个对象的创建需要多个步骤，且步骤之间有一定的顺序关系，例如创建一个复杂的文档对象，需要先设置标题、再添加段落、插入图片等步骤，这时使用建造者模式可以清晰地将构建过程和对象表示分离，方便管理和维护。
2. 需要创建不同表示的对象：如果同样的构建过程可以产生不同的表示形式，比如创建一个HTML页面和一个PDF文档，它们的构建步骤类似，但最终表示不同，建造者模式可以很好地满足这种需求。
3. 构建过程需要灵活调整：如果在构建对象的过程中，可能需要根据不同的条件或需求，灵活地调整构建步骤，建造者模式的灵活性可以很好地适应这种变化。

优先选择抽象工厂模式的场景

1. 创建对象家族：当需要创建一系列相关或相互依赖的对象时，例如创建一个图形绘制系统，需要同时创建不同类型的图形（圆形、矩形、三角形等）以及它们对应的渲染器，抽象工厂模式可以方便地创建这些相关对象。
2. 系统需要切换对象家族：如果系统需要在不同的对象家族之间进行切换，比如在一个游戏中，可能需要切换不同风格的角色、道具等对象家族，抽象工厂模式可以通过切换具体的工厂实现类来轻松实现。
3. 对象创建逻辑相对稳定：当对象的创建逻辑相对固定，不需要在创建过程中进行复杂的调整，且主要关注对象家族的整体创建时，抽象工厂模式是一个合适的选择。