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7、设计模式-创建型模式-建造者模式
阅读量:5737 次
发布时间:2019-06-18

本文共 7302 字,大约阅读时间需要 24 分钟。

建造者模式

 

建造者模式是较为复杂的创建型模式

将客户端与包含多个组成部分的复杂对象的创建过程分离

客户端无须知道复杂对象内部组成部分与装配方式

只需要知道所需要建造者类型即可

 

关注如何一步一步创建一个复杂对象

不同的具体建造者定义了不同的创建过程

且具体建造者相互独立,增加方便,无须修改已有代码,系统的扩展性好

 

定义:

将一个复杂对象的构造与它的表示分离

使得同样的构建过程可以创建不同的表示

是一种对象创建型模式

 

图构:

 

角色:

Builder(抽象建造者):它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口,在该接

口中一般声明两类方法,一类方法是buildPartX(),它们用于创建复杂对象的各个部件;另一
类方法是getResult(),它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。

ConcreteBuilder(具体建造者):它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方
法,定义并明确它所创建的复杂对象,也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。

Product(产品角色):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,具体建造者创建该产品
的内部表示并定义它的装配过程。

Director(指挥者):指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序,指挥者与抽
象建造者之间存在关联关系,可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装
配方法,完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确定具体建
造者的类型,并实例化具体建造者对象(也可以通过配置文件和反射机制),然后通过指挥
者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

 

建造者模式与抽象工厂模式有点相似

建造者模式返回一个完整的复杂产品

抽象工厂模式返回一系列相关的产品

抽象工厂模式中,客户端通过选择具体工厂来生成所需对象

建造者模式中,客户端通过指定具体建造者类型并指导Director类如何去生成对象侧重于一步步构造一个复杂对象,然后将结果返回。

 

事例:

游戏使用建造者模式实现游戏角色的创建

复杂角色

public class Actor {    private String type; //角色类型    private String sex; //性别    private String face; //脸型    private String costume; //服装    private String hairstyle; //发型    public void setType(String type) {        this.type = type;    }    public void setSex(String sex) {        this.sex = sex;    }    public void setFace(String face) {        this.face = face;    }    public void setCostume(String costume) {        this.costume = costume;    }    public void setHairstyle(String hairstyle) {        this.hairstyle = hairstyle;    }    public String getType() {        return (this.type);    }    public String getSex() {        return (this.sex);    }    public String getFace() {        return (this.face);    }    public String getCostume() {        return (this.costume);    }    public String getHairstyle() {        return (this.hairstyle);    }    @Override    public String toString() {        return "Actor{
" + "type='" + type + '\'' + ", sex='" + sex + '\'' + ", face='" + face + '\'' + ", costume='" + costume + '\'' + ", hairstyle='" + hairstyle + '\'' + '}'; }}
//抽象建造者abstract class ActorBuilder {    protected Actor actor = new Actor();    public abstract void buildType();    public abstract void buildSex();    public abstract void buildFace();    public abstract void buildCostume();    public abstract void buildHairstyle(); //工厂方法,返回一个完整的游戏角色对象    public Actor createActor()    {        return actor;    }}
//具体建造者public class HeroBuilder extends ActorBuilder {    @Override    public void buildType() {        actor.setType("MrChengs");    }    @Override    public void buildSex() {        actor.setSex("boy");    }    @Override    public void buildFace() {        actor.setFace("圆脸");    }    @Override    public void buildCostume() {        actor.setCostume("盔甲");    }    @Override    public void buildHairstyle() {        actor.setHairstyle("光头");    }}
//具体建造者public class AngleBuilder extends ActorBuilder {    @Override    public void buildType() {        actor.setType("MrChengs");    }    @Override    public void buildSex() {        actor.setSex("girl");    }    @Override    public void buildFace() {        actor.setFace("圆脸");    }    @Override    public void buildCostume() {        actor.setCostume("连衣裙");    }    @Override    public void buildHairstyle() {        actor.setHairstyle("长发");    }}
//指挥者public class ActorController {    public Actor construct(ActorBuilder ab){      Actor actor;      ab.buildCostume();      ab.buildFace();      ab.buildHairstyle();      ab.buildSex();      ab.buildType();      actor = ab.createActor();      return actor;    }}
public class client {    public static void main(String[] args) {        //针对抽象建造者编程        ActorBuilder ab;        ab = new AngleBuilder();     //实例化指挥者类        ActorController ac = new ActorController();        Actor actor ;        actor = ac.construct(ab);        System.out.println(actor.toString());    }}

此时的结构:

客户端只需要实例化指挥者类

指挥者类针对抽象建造者进行编程

客户端根据需要传入的具体建造者类型

指挥者将知道具体的建造者一步一步构成一个完整的产品

相同 的构造过程可以创建不同的产品

 

如果需要增加新角色,可以增加一个新的具体角色建造者类作为抽象角色建造者的子类,再修改配置文

件即可,原有代码无须修改,完全符合“开闭原则”。

 

省略Director

在有些情况下,为了简化系统结构,可以将Director和抽象建造者Builder进行合并,在Builder

中提供逐步构建复杂产品对象的construct()方法。由于Builder类通常为抽象类,因此可以将
construct()方法定义为静态(static)方法。

//抽象建造者abstract class ActorBuilder {    protected static Actor actor = new Actor();    public abstract void buildType();    public abstract void buildSex();    public abstract void buildFace();    public abstract void buildCostume();    public abstract void buildHairstyle();    public  static Actor construct(ActorBuilder ab){        ab.buildType();        ab.buildSex();        ab.buildHairstyle();        ab.buildFace();        ab.buildCostume();        return  actor;    }}
public class client {    public static void main(String[] args) {        //针对抽象建造者编程        ActorBuilder ab;        ab = new AngleBuilder();        Actor actor ;        actor = ActorBuilder.construct(ab);        System.out.println(actor);    }}

 

 此时的图构:

此时还可以进一步简化

abstract class ActorBuilder{  protected Actor actor = new Actor();  public abstract void buildType();  public abstract void buildSex();  public abstract void buildFace();     public abstract void buildCostume();  public abstract void buildHairstyle();  public Actor construct()  {    this.buildType();    this.buildSex();    this.buildFace();    this.buildCostume();    this.buildHairstyle();    return actor;  }}

 

 

钩子方法引入

建造者模式除了逐步构建一个复杂产品对象外,还可以通过Director类来更加精细地控制产品

的创建过程,例如增加一类称之为钩子方法(HookMethod)的特殊方法来控制是否对某个
buildPartX()的调用。

钩子方法的返回类型通常为boolean类型,方法名一般为isXXX(),钩子方法定义在抽象建造者

类中。

abstract class ActorBuilder{  protected Actor actor = new Actor();  public abstract void buildType();  public abstract void buildSex();  public abstract void buildFace();  public abstract void buildCostume();  public abstract void buildHairstyle();  //钩子方法  public boolean isBareheaded()  {    return false;  }  public Actor createActor()  {    return actor;  }}

 

class HeroBuilder extends ActorBuilder{  public void buildType()  {    actor.setType("MrChengs");  }  public void buildSex()  {    actor.setSex("boy");  }  public void buildFace()  {    actor.setFace("nice");  }  public void buildCostume()  {    actor.setCostume("盔甲");  }  public void buildHairstyle()  {    actor.setHairstyle("光头");  }  //覆盖钩子方法  public boolean isBareheaded()  {    return true;  }}

 

指挥者:

class ActorController{  public Actor construct(ActorBuilder ab)  {    Actor actor;    ab.buildType();    ab.buildSex();    ab.buildFace();    ab.buildCostume();     //通过钩子方法来控制产品的构建    if(!ab.isBareheaded())    {      ab. buildHairstyle();    }      actor=ab.createActor();    return actor;}}

 

 

优点

(1) 在建造者模式中,客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解

耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。

 

(2) 每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体

建造者或增加新的具体建造者,用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。由于

指挥者类针对抽象建造者编程,增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,系统扩展方

便,符合“开闭原则

 

(3) 可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得

创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。

 

缺点

(1) 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异

性很大,例如很多组成部分都不相同,不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的

限制。

 

(2) 如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致

系统变得很庞大,增加系统的理解难度和运行成本。

 

适用场景

(1) 需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象通常包含多个成员属性。

 

(2) 需要生成的产品对象的属性相互依赖,需要指定其生成顺序。

 

(3) 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入了指挥者类,将创建过

程封装在指挥者类中,而不在建造者类和客户类中。

 

(4) 隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

HeroBuilder

转载于:https://www.cnblogs.com/Mrchengs/p/10892105.html

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