[设计模式]建造者模式

简介: 简介建造者模式 (Builder)将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 建造者模式是一种对象创建型模式 (可参考 设计模式 创建型模式)。 使用建造者模式,用户就只需要指定需要建造的类型,具体的建造过程和细节并不需要知道。

简介


建造者模式 (Builder)将一个复杂对象的 构建与它的 表示 分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。 

建造者模式是一种对象创建型模式可参考 设计模式 创建型模式)。 

使用建造者模式,用户就只需要指定需要建造的类型,具体的建造过程和细节并不需要知道。


结构


图-建造者模式结构图
Product : 产品类,由多个部件构成。
class Product {
    List<String> parts =  new ArrayList<String>();
    
     public  void AddPart(String part) {
        parts.add(part);
    }
    
     public  void show() {
        System.out.println("============== 产品创建 ==============");
         for (String part : parts) {
            System.out.println(part);
        }
    }
}
Builder : 抽象建造者,确定产品由ABC三个部件构成,并声明一个得到产品建造后结果的方法getResult。
interface Builder {
     public  void buildPartA();
     public  void buildPartB();
     public  void buildPartC();
     public Product getResult();
}
ConcreteBuilder : 实现Builder接口中的具体方法。
class ConcreteBuilder  implements Builder { 
     private Product product =  new Product();
    
    @Override
     public  void buildPartA() {
        product.AddPart("部件A");
    }

    @Override
     public  void buildPartB() {
        product.AddPart("部件B");
    }
    
    @Override
     public  void buildPartC() {
        product.AddPart("部件C");
    }

    @Override
     public Product getResult() {
         return product;
    }
}
Director : 指挥者类,指挥建造Product的过程(控制构建各部分组件的顺序)。
class Director {
     public  void construct(Builder builder) {
        builder.buildPartC();
        builder.buildPartA();
        builder.buildPartB();
    }
}
Client : 用户并不需要知道具体的建造过程,只需指定建造 Product 具体类型。
public  class BuilderPattern {
     public  static  void main(String[] args) {
        Director director =  new Director();
        Builder builder =  new ConcreteBuilder();
            
        director.construct(builder);
        Product product = builder.getResult();
        product.show();
    }
}

运行结果

============== 产品创建 ==============
部件C
部件A
部件B


动机


创建一个复杂对象的算法,这个算法应当独立于对象的组成部分以及它们的装配方式。

构建过程必须允许构建对象时有不同的表示。

 

要点


建造者模式允许修改一个产品的内部表示。

它将构造和表示两块代码隔离开来。

它很好的控制了构建过程。

图-建造者模式时序图

关键流程

客户端创建 Director 对象并配置它所需要的 Builder 对象。
Director 负责通知 builder 何时建造 product 的部件。
Builder处理 director 的请求并添加 product 的部件。
客户端从 builder 处获得 product。

实例


想象一下盖房子的场景。
一栋房子是由地基、墙、屋顶、门、窗各部分组合而成的。
盖房子需要有建筑工人负责建造,有工程师负责画建筑图纸。

House (Product角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

//  Product角色,由多个部件构成
public  class House {
    List<String> parts =  new ArrayList<String>();
    
     public  void addPart(String part) {
        parts.add(part);
    }
    
     public  void show() {
        System.out.println("======= 房子展示 =======");
         for (String part : parts) {
            System.out.println(part);
        }
    }
}

Builder

package com.zp.java.patterns.builder;

//  Builder角色 ,提供构建产品各部件的方法,并提供一个获得完整产品的方法。
public  interface Builder {
     public  void buildFoundation();
     public  void buildWall();
     public  void buildRoof();
     public  void buildWindow();
     public  void buildDoor();
     public House createHouse();
}

Worker (ConcreteBuilder角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

//  ConcreteBuilder角色,实现 Builder 接口中的具体方法。 
public  class Worker  implements Builder {
     private House house =  new House();
    
    @Override
     public  void buildFoundation() {
        house.addPart("地基");
    }

    @Override
     public  void buildWall() {
        house.addPart("墙");
    }

    @Override
     public  void buildRoof() {
        house.addPart("房顶");
    }

    @Override
     public  void buildWindow() {
        house.addPart("窗户");
    }

    @Override
     public  void buildDoor() {
        house.addPart("门");
    }

    @Override
     public House createHouse() {
         return house;
    }
}

Engineer (Director角色)

package com.zp.java.patterns.builder;

//  Director角色,指挥构建产品的过程(控制构建顺序)
public  class Engineer {
     public  void conduct(Builder builder) {
        builder.buildFoundation();
        builder.buildWall();
        builder.buildRoof();
        builder.buildWindow();
        builder.buildDoor();
    }
}

Client

客户无需了解具体的构造细节。

package com.zp.java.patterns.builder;

public  class Test {
     public  static  void main(String[] args) {
        Builder builder =  new Worker();
        Engineer engineer =  new Engineer();
        engineer.conduct(builder);
        House house = builder.createHouse();
        house.show();
    }
}

运行结果

======= 房子展示 =======
地基

房顶
窗户

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本文属于 设计模式系列


参考资料


《大话设计模式》

《HeadFirst设计模式》

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