设计模式之四 --- 建造(Builder)模式

【1】基本概念

建造(Builder)模式是一种对象构建的设计模式，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】简单分析

我们先来看一下该设计模式的UML结构图

上图是Strategy 模式的结构图,让我们可以进行更方便的描述:

• Builder

为创建一个Product对象的各个部件指定抽象接口。

• ConcreteBuilder

实现Builder的接口以构造和装配该产品的各个部件。

定义并明确它所创建的表示。

提供一个检索产品的接口

• Director

构造一个使用Builder接口的对象。

• Product

表示被构造的复杂对象。ConcreateBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

在以下情况使用生成器模式：

包含定义组成部件的类，包括将这些部件装配成最终产品的接口。

• 当创建复杂对象(这些对象内部构建间的建造顺序通常是稳定的)的算法应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时；
• 当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。

【3】如何用java语言来实现该模式

下面以一个简单的例子来展示该模式，先看下代码结构图：

3.1 先创建一个Product类--产品类：

package com.andyidea.patterns.product;

/**
 * Product--产品类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class Pizza {
	
    private String dough;
    private String sauce;
    private String topping;
    
	public void setDough(String dough) {
		this.dough = dough;
	}
	public void setSauce(String sauce) {
		this.sauce = sauce;
	}
	public void setTopping(String topping) {
		this.topping = topping;
	}

}

3.2 创建抽象建造者类：PizzaBuilder.java

package com.andyidea.patterns.builder;

import com.andyidea.patterns.product.Pizza;

/**
 * Builder类--抽象建造者类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public abstract class PizzaBuilder {
	
    protected Pizza pizza;
   
    public Pizza getPizza() { 
    	return pizza; 
    }
    
    public void createNewPizzaProduct() { 
    	pizza = new Pizza(); 
    }
 
    public abstract void buildDough();
    public abstract void buildSauce();
    public abstract void buildTopping();

}

3.3 创建具体建造者类

HawaiianPizzaBuilder.java源码：

package com.andyidea.patterns.concretebuilder;

import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;

/**
 * ConcreteBuilder类--具体建造者类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class HawaiianPizzaBuilder extends PizzaBuilder {

	@Override
	public void buildDough() {
		System.out.println("Hawaiian-Dough");
		pizza.setDough("Hawaiian-Dough");
	}

	@Override
	public void buildSauce() {
		System.out.println("Hawaiian-Sauce");
        pizza.setSauce("Hawaiian-Sauce");
	}

	@Override
	public void buildTopping() {
		System.out.println("Hawaiian-Topping");
        pizza.setTopping("Hawaiian-Topping");
	}

}

SpicyPizzaBuilder.java源码：

package com.andyidea.patterns.concretebuilder;

import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;

/**
 * ConcreteBuilder类--具体建造者类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class SpicyPizzaBuilder extends PizzaBuilder {

	@Override
	public void buildDough() {
		System.out.println("Spicy-Dough");
		pizza.setDough("Spicy-Dough");
	}

	@Override
	public void buildSauce() {
		System.out.println("Spicy-Sauce");
		pizza.setSauce("Spicy-Sauce");
	}

	@Override
	public void buildTopping() {
		System.out.println("Spicy-Topping");
		pizza.setTopping("Spicy-Topping");
	}

}

3.4 创建指挥者(Director)类：Waiter.java

package com.andyidea.patterns.director;

import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;
import com.andyidea.patterns.product.Pizza;

/**
 * Director类--指挥者类
 * @author Andy.Chen
 *
 */
public class Waiter {
	   
	private PizzaBuilder pizzaBuilder;
	   
	public void setPizzaBuilder (PizzaBuilder pb) { 
		pizzaBuilder = pb; 
	}
	
	public Pizza getPizza() { 
		return pizzaBuilder.getPizza(); 
	}
	 
	public void constructPizza() {
	   pizzaBuilder.createNewPizzaProduct();
	   pizzaBuilder.buildDough();
	   pizzaBuilder.buildSauce();
	   pizzaBuilder.buildTopping();
	}
}

3.5 测试类：BuilderClient.java

package com.andyidea.patterns.client;

import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;
import com.andyidea.patterns.concretebuilder.HawaiianPizzaBuilder;
import com.andyidea.patterns.concretebuilder.SpicyPizzaBuilder;
import com.andyidea.patterns.director.Waiter;
import com.andyidea.patterns.product.Pizza;

public class BuilderClient {

	public static void main(String[] args) {
		
		System.out.println("Welcome to Andy.Chen Blog!" +"\n" 
		           +"Builder Patterns." +"\n");
		
	    Waiter waiter = new Waiter();
	    PizzaBuilder hawaiian_pizzabuilder = new HawaiianPizzaBuilder();
	    PizzaBuilder spicy_pizzabuilder = new SpicyPizzaBuilder();
	 
		System.out.println("------------HawaiianPizza------------");
	    waiter.setPizzaBuilder(hawaiian_pizzabuilder);
	    waiter.constructPizza();
	    
	    System.out.println("------------SpicyPizza------------");
	    waiter.setPizzaBuilder(spicy_pizzabuilder);
	    waiter.constructPizza();
	 
	    Pizza pizza = waiter.getPizza();
	}
}

【4】程序运行结果：

Welcome to Andy.Chen Blog!
Builder Patterns.

------------HawaiianPizza------------
Hawaiian-Dough
Hawaiian-Sauce
Hawaiian-Topping
------------SpicyPizza------------
Spicy-Dough
Spicy-Sauce
Spicy-Topping

通过上面我们可以看到：建造者模式的好处就是使得建造代码与表示代码分离，由于建造者隐藏了该产品是如何组装的，所以若需要改变一个产品的内部表示，只需要再定义一个具体的建造者就可以了。