Published on

الگوی طراحی Builder (سازنده)

نویسندگان

الگوی طراحی Builder (سازنده)

مقدمه

الگوی طراحی Builder یکی از پرکاربردترین الگوهای طراحی شیءگرا از دسته الگوهای ساختاری (Creational Patterns) است. این الگو کمک می‌کند تا اشیاء پیچیده را به شیوه‌ای شفاف و مرحله به مرحله ایجاد کنیم. با استفاده از این الگو، مدیریت کد، خوانایی و قابلیت نگهداری آن به شکل چشمگیری افزایش پیدا می‌کند.

چه مشکلی را حل می‌کند؟

فرض کنید کلاسی دارید که چندین فیلد یا ویژگی دارد و ساختن یک نمونه از آن نیازمند استفاده از constructor با پارامترهای متعدد است:

class User {
    private String name;
    private String family;
    private int age;
    private String email;
    private String phone;

    User(String name, String family, int age, String email, String phone) {
        this.name = name;
        this.family = family;
        this.age = age;
        this.email = email;
        this.phone = phone;
    }
}

استفاده از constructor با پارامترهای زیاد دو مشکل اساسی دارد:

  • کاهش خوانایی کد
  • احتمال بروز اشتباه به دلیل نیاز به رعایت دقیق ترتیب پارامترها

راه حل الگوی Builder

الگوی Builder با ایجاد یک کلاس داخلی Builder این مشکل را حل می‌کند. در این روش، اشیاء به صورت زنجیره‌ای و مرحله‌به‌مرحله ساخته می‌شوند:

class User {
    private String name;
    private String family;
    private int age;
    private String email;
    private String phone;

    private User() {}

    public static class Builder {
        private final User user;

        public Builder() {
            user = new User();
        }

        public Builder name(String name) {
            user.name = name;
            return this;
        }

        public Builder family(String family) {
            user.family = family;
            return this;
        }

        public Builder age(int age) {
            user.age = age;
            return this;
        }

        public Builder email(String email) {
            user.email = email;
            return this;
        }

        public Builder phone(String phone) {
            user.phone = phone;
            return this;
        }

        public User build() {
            return user;
        }
    }
}

اکنون ساختن شیء User بسیار شفاف و خوانا می‌شود:

User user = new User.Builder()
                    .name("Ali")
                    .family("Ahmadi")
                    .age(30)
                    .email("ali@test.com")
                    .phone("09121234567")
                    .build();

مثال‌های بیشتر

مثال ۱: کلاس خودرو

class Car {
    private String brand;
    private String model;
    private int year;
    private String color;

    private Car() {}

    public static class Builder {
        private final Car car;

        public Builder() {
            car = new Car();
        }

        public Builder brand(String brand) {
            car.brand = brand;
            return this;
        }

        public Builder model(String model) {
            car.model = model;
            return this;
        }

        public Builder year(int year) {
            car.year = year;
            return this;
        }

        public Builder color(String color) {
            car.color = color;
            return this;
        }

        public Car build() {
            return car;
        }
    }
}

Car car = new Car.Builder()
                .brand("BMW")
                .model("X6")
                .year(2022)
                .color("Black")
                .build();

مثال ۲: کلاس کامپیوتر

class Computer {
    private String cpu;
    private String ram;
    private String storage;
    private String gpu;

    private Computer() {}

    public static class Builder {
        private final Computer computer;

        public Builder() {
            computer = new Computer();
        }

        public Builder cpu(String cpu) {
            computer.cpu = cpu;
            return this;
        }

        public Builder ram(String ram) {
            computer.ram = ram;
            return this;
        }

        public Builder storage(String storage) {
            computer.storage = storage;
            return this;
        }

        public Builder gpu(String gpu) {
            computer.gpu = gpu;
            return this;
        }

        public Computer build() {
            return computer;
        }
    }
}

Computer computer = new Computer.Builder()
                            .cpu("Intel Core i7")
                            .ram("16GB")
                            .storage("512GB SSD")
                            .gpu("RTX 3060")
                            .build();

کاربرد الگوی Builder در Spring

Spring به‌طور گسترده از الگوی Builder در کلاس‌های خود استفاده می‌کند، به ویژه در مواردی که نیاز به ایجاد Beanهای پیچیده و تنظیمات متعدد باشد. نمونه بارز استفاده از این الگو در Spring کلاس RestTemplateBuilder است که برای ساختن اشیاء RestTemplate استفاده می‌شود:

RestTemplate restTemplate = new RestTemplateBuilder()
                                  .setConnectTimeout(Duration.ofSeconds(10))
                                  .setReadTimeout(Duration.ofSeconds(10))
                                  .build();

این مثال نشان می‌دهد که چگونه Spring از Builder برای ارائه روشی انعطاف‌پذیر و خوانا برای ساخت اشیاء پیچیده استفاده می‌کند.

جمع‌بندی

الگوی Builder یکی از الگوهای بسیار مفید و پرکاربرد است که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد اشیاء پیچیده را به روشی خوانا، قابل نگهداری و با انعطاف بسیار بالا ایجاد کنند. استفاده درست از این الگو موجب بهبود چشمگیر کیفیت و نگهداری کد در طول زمان خواهد شد.