基本介绍

  1. 建造者模式(Builder Pattern) 又叫生成器模式,是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来(抽象类别),使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现(属性)的对象。
  2. 建造者模式 是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。

示例程序

用来编写文档,编写的文档具有以下结构

  • 一个标题
  • 几个字符串
  • 几个条目
    Build类是一个抽象类,定义了决定文档结构的方法,具体的实现是交给子类TextBuilder类(使用纯文本编写文档).Director类使用Builder类中的方法编写一个具体的文档.

示例程序中的所有类和接口

名字说明
Builder抽象类定义了决定文档结构的方法
Director类编写了一个具体的文档
TextBuilder类使用纯文本编写文档
Main类测试

1. Builder抽象类

package Builder;

/**
 * 声明了编写文档的抽象方法
 * @author Moti
 * @Time 2019年9月20日
 */
public abstract class Builder {
    /**
     * 编写标题
     * @param title
     */
    public abstract void makeTitle(String title);
    /**
     * 编写字符串
     * @param string
     */
    public abstract void makeString(String string);
    /**
     * 编写条目
     * @param items
     */
    public abstract void makeItems(String[] items);
    /**
     * 完成文档的编写
     */
    public abstract void close();
} 

2. Director类

package Builder;

/**
 * 使用Builder中的方法来编写文档
 * @author Moti
 * @Time 2019年9月20日
 */
public class Director {
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }
    /**
     * 编写文档的方法
     */
    public void construct() {
        builder.makeTitle("问候");
        builder.makeString("从早上到下午");
        builder.makeItems(new String []{
            "早上好","下午好",
        });
        builder.makeString("晚上");
        builder.makeItems(new String []{
            "晚上好","晚安","再见"
        });
        builder.close();
    }
} 

3. TextBuilder类

package Builder;

/**
 * TextBuilder是Builder的子类,用来使用纯文本编写文档,并返回结果
 * @author Moti
 * @Time 2019年9月20日
 */
public class TextBuilder extends Builder {
    //文档内容保存在这个字段中
    private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

    @Override
    public void makeTitle(String title) {
        buffer.append("=======================\n");
        buffer.append("[" + title + "]\n");
    }

    @Override
    public void makeString(String string) {
        buffer.append("* " + string + "\n");
    }

    @Override
    public void makeItems(String[] items) {
        for (int i = 0; i < items.length; i++) {
            buffer.append("- " + items[i] + "\n");
        }
    }

    @Override
    public void close() {
        buffer.append("=======================\n");
    }

    /**
     * 将StringBuffer转换为String并返回
     * 
     * @return
     */
    public String getResult() {
        return buffer.toString();
    }

} 

4. Main类

package Builder;

/**
 * @author Moti
 * @Time 2019年9月20日
 */
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TextBuilder builder = new TextBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        director.construct();
        String result = builder.getResult();
        System.out.println(result);
    }
} 

运行结果

登场的角色

  • Builder(建造者)
    负责定义用于生成实例的接口(API),这个角色中准备了用于生成实例的方法.在示例程序中,Builder类扮演这个角色.
  • ConcreteBuilder
    负责实现Builder角色的接口的类.这里定义了在生成实例被调用的方法,这个角色中还定义了获取最终生成结果的方法.TextBuilder类扮演这个角色.
  • Director(监工)
    这个角色负责使用Builder角色的接口来生成实例.它并不依赖ConcreteBuilder角色.它只调用在Builder角色中被定义的方法,在示例程序中,由Director类扮演这个角色.

Builder模式的UML类图

分析:

Main类并没有调用Builder类来编写文档,它只是调用了Director类的construct方法.这样的话,Director类就开始工作(Main类对此一无所知),并完成文档的编写
另一方面,Director类知道Builder类,它需要调用Builder类的方法来编写文档,但是他并不知道它具体使用的是哪个类.也就是说它并不知道它所使用的类是TextBuilder类还是其他Builder类的子类.它直接调用的是Builder类的方法就可以完成文档的编写.正因为Director类不知道使用的哪个子类,只有不知道的子类才能替换.只要能够正常工作就行.
可替换性要求我们要面向接口编程

注意事项和细节

  1. 客户端(使用程序)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
  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
  4. 增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合 “开闭原则”
  5. 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,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
  6. 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,因此在这种情况下,要考虑是否选择建造者模式.
  7. 抽象工厂模式VS建造者模式抽象工厂模式实现对产品家族的创建,一个产品家族是这样的一系列产品:具有不同分类维度的产品组合,采用抽象工厂模式不需要关心构建过程,只关心什么产品由什么工厂生产即可。而建造者模式则是要求按照指定的蓝图建造产品,它的主要目的是通过组装零配件而产生一个新产品
最后修改日期:2020-07-13

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