Mr.Ky

23种设计模式的java实现-建造者模式

原文链接:http://www.cnblogs.com/BeyondAnyTime/archive/2012/07/19/2599980.html

​ 一个人活到70岁以上,都会经历这样的几个阶段:婴儿,少年,青年,中年,老年。并且每个人在各个阶段肯定是不一样的呀,我觉得可以说世界上不存在两个人在人生的这5个阶段的生活完全一样,但是活到70岁以上的人,都经历了这几个阶段是肯定的。实际上这是一个比较经典的建造者模式的例子了。

初识建造者模式

建造者模式实际上是常用的设计模式。顾名思义,builder的意思是建造者或者建筑工人,谈到建造自然会想到楼房。楼房是千差万别的,楼房的外形、层数、内部房间的数量、房间的装饰等等都不一样,但是对于建造者来说,抽象出来的建筑流程是确定的,往往建筑一座楼房包括下面的步骤:(1)打桩,建立基础(2)建立框架等。建造者模式的本质和建造楼房是一致的:即流程不变,但每个流程实现的具体细节则是经常变化的。建造者模式的好处就是保证了流程不会变化,流程即不会增加、也不会遗漏或者产生流程次序错误,这是非常重要的。我们熟知的楼歪歪事件,官方的解释就是由于先建立楼房后,再建设停车场造成的,这是典型的建造次序错乱。(看来这些人儿不知道建造者模式啊!!!)

我生活的地方有一个菜叫“锅包肉”。基本每个餐馆都有,但是每个餐馆的味道都不一样,原因是什么呢?因为这道菜的作法没有形成标准呗!每个人的作法都不一样,所以味道就不一样了。这实际上通过“建造者模式”让每个馆子的“锅包肉”都一样。同样的KFC做出来的东西,不论是全国哪家店做出来就都一个味,因为KFC内部有很严格的规定,做巨无霸有做巨无霸的流程,必须严格遵守,这样做出来的东西当然一致了。KFC就是采用了建造者模式!!

说了这么多,到底什么是建造者模式呢?这么神奇。看看GoF怎么说。

建造者模式:是将一个复杂的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。

建造者模式通常包括下面几个角色:

  1. builder:给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
  2. ConcreteBuilder:实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。
  3. Director:调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
  4. Product:要创建的复杂对象。

  按照惯例,还是给出建造者模式的结构图

一个建造者模式例子实现

  不妨就实现《大话设计模式》上的建造小人的例子吧!!在游戏开发中建造小人是经常的事了,要求是:小人必须包括,头,身体,手和脚。现在系统要包括的分为胖人和瘦人。写出建造者模式的代码如下:

一下代码为java实现,原文为C++,《大话设计模式》中为C#

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package cn.borgor.Builder;
/**
* Created by cyrusky on 11/03/2017.
*/
/**
* 建造者必须为一个抽象类,子类需要继承后实现其中的抽象方法,这样就强制子类必须要有的方法。
*/
abstract class PersionBuilder{
String pen;
String color;
String cavans;
PersionBuilder(String pen, String color, String cavans){
this.pen = pen;
this.color = color;
this.cavans = cavans;
}
//画小人的必要步骤
protected abstract void DrawHead();
protected abstract void DrawBody();
protected abstract void DrawArms();
protected abstract void DrawLegs();
protected void Draw(){
DrawHead();
DrawBody();
DrawArms();
DrawLegs();
}
}
/**
* 画一个胖小人
*/
class DrawFatPersion extends PersionBuilder{
protected DrawFatPersion(String pen, String color, String cavans) {
super(pen, color, cavans);
}
@Override
protected void DrawHead() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了一个胖胖的头!");
}
@Override
protected void DrawBody() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了一个胖胖的身体!");
}
@Override
protected void DrawArms() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了两条胖胖的胳膊!");
}
@Override
protected void DrawLegs() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了两条胖胖的腿!");
}
}
/**
* 画一个瘦瘦的人
*/
class DrawThinPersion extends PersionBuilder{
protected DrawThinPersion(String pen, String color, String cavans) {
super(pen, color, cavans);
}
@Override
protected void DrawHead() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了一个瘦瘦的头!");
}
@Override
protected void DrawBody() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了一个瘦瘦的身体!");
}
@Override
protected void DrawArms() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了两条瘦瘦的胳膊!");
}
@Override
protected void DrawLegs() {
System.out.println("使用"+pen+"在"+color+"的"+cavans+"上画了两条瘦瘦的腿!");
}
}
/**
* Clients Program
*/
public class Builder {
public static void main(String[] args){
PersionBuilder thinPersion = new DrawThinPersion("铅笔","黑色","A4纸");
thinPersion.Draw();
PersionBuilder fatPersion = new DrawFatPersion("毛笔","红色","宣纸");
fatPersion.Draw();
}
}

​ 看过上面代码发现使用建造者模式有什么好处了吗?上面的例子,通过建造者模式,使得建造过程通过Director类的Construct函数固定了,即建造过程不会变,也就是满足上面要求中的“必须包括”。但是具体的头,身体,手脚这些身体的各个部分会变化,基类Builder中将各种Build函数定义为抽象方法,必须在子类中实现。这样不仅仅使得建造小人的过程不变,而且很利于系统的扩展,一旦出现其他种类的人根本不需要改动之前的FatPersonBuiderThinPersonBuilderDirectorProduct等类,只需要新添加新的类。符合OCP原则。

​ 到这里不知道大家有没有这样的疑问,建造者模式和工厂模式非常相似啊,确实是非常的相似,建造者模式注重零部件的组装过程,而工厂方法模式更注重零部件的创建过程。两者也有结合使用:比如众神造人,女娲利用建造者模式负责把灵魂、耳目、手臂等组合成一个完整的人,而皇帝、桑林等人各自利用工厂方法模式创造出灵魂,耳目,手臂等。女娲不必考虑灵魂、耳目、手臂是什么样子的,怎么创造出来的,这就成为了一个由建造者模式和工厂方法模式组合而成的系统。

使用建造者模式的场合和好处

使用建造者模式的好处:

  1. 使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
  2. 具体的建造者类之间是相互独立的,对系统的扩展非常有利。
  3. 由于具体的建造者是独立的,因此可以对建造过程逐步细化,而不对其他的模块产生任何影响。

使用建造模式的场合:

  1. 创建一些复杂的对象时,这些对象的内部组成构件间的建造顺序是稳定的,但是对象的内部组成构件面临着复杂的变化。
  2. 要创建的复杂对象的算法,独立于该对象的组成部分,也独立于组成部分的装配方法时。
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