設計模式之四 — 建造(Builder)模式

【1】基本概念          

 建造(Builder)模式是一種對象構建的設計模式，它可以將複雜物件的建造過程抽象出來（抽象類別），使這個抽象過程的不同實現方法可以構造出不同表現（屬性）的對象。

【2】簡單分析

我們先來看一下該設計模式的UML結構圖

是Strategy 模式的結構圖,讓我們可以進行更方便的描述:

• Builder

為建立一個Product對象的各個組件指定抽象介面。

• ConcreteBuilder

實現Builder的介面以構造和裝配該產品的各個組件。

定義並明確它所建立的表示。

提供一個檢索產品的介面

• Director

構造一個使用Builder介面的對象。

• Product

表示被構造的複雜物件。ConcreateBuilder建立該產品的內部表示並定義它的裝配過程。

在以下情況使用產生器模式：

包含定義組成組件的類，包括將這些組件裝配成最終產品的介面。

• 當建立複雜物件(這些對象內部構建間的建造順序通常是穩定的)的演算法應該獨立於該對象的組成部分以及它們的裝配方式時；
• 當構造過程必須允許被構造的對象有不同的表示時。

【3】如何用java語言來實現該模式

下面以一個簡單的例子來展示該模式，先看下代碼結構圖：

3.1 先建立一個Product類--產品類：

package com.andyidea.patterns.product;/** * Product--產品類 * @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 建立抽象建造者類：PizzaBuilder.java

package com.andyidea.patterns.builder;import com.andyidea.patterns.product.Pizza;/** * Builder類--抽象建造者類 * @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 建立具體建造者類

HawaiianPizzaBuilder.java源碼：

package com.andyidea.patterns.concretebuilder;import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;/** * ConcreteBuilder類--具體建造者類 * @author Andy.Chen * */public class HawaiianPizzaBuilder extends PizzaBuilder {@Overridepublic void buildDough() {System.out.println("Hawaiian-Dough");pizza.setDough("Hawaiian-Dough");}@Overridepublic void buildSauce() {System.out.println("Hawaiian-Sauce");        pizza.setSauce("Hawaiian-Sauce");}@Overridepublic void buildTopping() {System.out.println("Hawaiian-Topping");        pizza.setTopping("Hawaiian-Topping");}}

SpicyPizzaBuilder.java源碼：

package com.andyidea.patterns.concretebuilder;import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;/** * ConcreteBuilder類--具體建造者類 * @author Andy.Chen * */public class SpicyPizzaBuilder extends PizzaBuilder {@Overridepublic void buildDough() {System.out.println("Spicy-Dough");pizza.setDough("Spicy-Dough");}@Overridepublic void buildSauce() {System.out.println("Spicy-Sauce");pizza.setSauce("Spicy-Sauce");}@Overridepublic void buildTopping() {System.out.println("Spicy-Topping");pizza.setTopping("Spicy-Topping");}}

3.4 建立指揮者(Director)類：Waiter.java

package com.andyidea.patterns.director;import com.andyidea.patterns.builder.PizzaBuilder;import com.andyidea.patterns.product.Pizza;/** * Director類--指揮者類 * @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 測試類別：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】程式運行結果：

Welcome to Andy.Chen Blog!Builder Patterns.------------HawaiianPizza------------Hawaiian-DoughHawaiian-SauceHawaiian-Topping------------SpicyPizza------------Spicy-DoughSpicy-SauceSpicy-Topping

通過上面我們可以看到：建造者模式的好處就是使得建造代碼與表示代碼分離，由於建造者隱藏了該產品是如何組裝的，所以若需要改變一個產品的內部表示，只需要再定義一個具體的建造者就可以了。