一天一个设计模式——Builder建造者模式
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了一天一个设计模式——Builder建造者模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
一、模式说明
在现实世界中,当我们要构造一个大型工程时(建一个大楼),通常的做法是先建造工程的每个独立部分,然后再逐步构造完成(先打地基,再搭框架,最后逐层累造)。在程序设计领域,构造一个复杂的类时(或一些具有类似结构的复杂类时),也可以采用类似的思想:如果要创建一个用于构造文档的类(或者是word,或者是html),虽然具体的文档有不同的结构,但是构造这些对象有相同的套路:创建标题,创建内容,创建条目,结束文档。Builder建造者模式就是用来构造复杂的类的。
二、模式类图
三、模式时序图
四、模式中的角色
- Builder建造者:负责定义用于生成实例的接口(API),准备了生成实例的方法。
- ConcreteBuilder具体的建造者:负责实现Builder角色的接口类(API),这里定义了生成实例时调用的方法,并且定义了获取最终生成结果的方法。
- Director监工角色:负责使用Builder角色的接口(API)来生成实例。它并不依赖于具体的ConcreteBuilder角色,为了确保无论ConcreteBuilder如何被定义,Director角色都能正常工作,它只调用在Builder角色中被定义的方法。
- Client使用者角色:使用Builder模式(Main 方法类)
五、代码示例
1、Builder建造者类:
package com.designpattern.cn.builderpattern; public abstract class Builder public abstract void makeTitle(String title); public abstract void makeString(String string); public abstract void makeItems(String[] items); public abstract void close();
抽象类,它定义了生成实例的接口。
2、Director监工:
package com.designpattern.cn.builderpattern; public class Director public Builder builder; public Director(Builder builder) this.builder = builder; public void construct() builder.makeTitle("Greeting"); builder.makeString("A.M. to P.M."); builder.makeItems(new String[] "Good morning", "Good afternoon" ); builder.makeString("Night"); builder.makeItems(new String[] "Good night", "Bye" ); builder.close();
注意Director的构造函数,它有一个Builder类型参数,但实际上并不能直接传递Builder实例(Builder是抽象类,无法构造实例),而是传递一个Builder的子类(TextBuilder或者是HtmlBuilder)
3、接下来是Builder的两个子类,它是实例类,可以创建对象。
package com.designpattern.cn.builderpattern; public class TextBuilder extends Builder private StringBuffer buffer = new StringBuffer(); public void makeTitle(String title) buffer.append("=================="); buffer.append("[" + title +"]"); buffer.append("\\n"); public void makeString(String str) buffer.append("[" + str + "\\n"); buffer.append("\\n"); public void makeItems(String[] items) for (String item: items ) buffer.append(" ." + item + "\\n"); buffer.append("\\n"); public void close() buffer.append("=================="); public String getResult() return buffer.toString();
package com.designpattern.cn.builderpattern; import java.io.FileWriter; import java.io.IOException; import java.io.PrintWriter; public class HtmlBuilder extends Builder private String filename; private PrintWriter writer; public void makeTitle(String title) filename = title+".html"; try writer = new PrintWriter(new FileWriter(filename)); catch (IOException e) e.printStackTrace(); writer.println("<html><head><title>"+title+"</title></head><body>"); writer.println("<h1>"+title+"</h1>"); public void makeString(String str) writer.println("<p>" + str + "</p>"); public void makeItems(String[] items) writer.println("<ul>"); for (String s : items ) writer.println("<li>" + s + "</li>"); writer.println("</ul>"); public void close() writer.println("</body></html>"); writer.close(); public String getResult() return filename;
4、运行结果:
给程序传递参数:
运行结果:
传递html时的运行结果:
html显示效果:
六、相关的设计模式
- Template Method模板方法模式:这个比较明显了:在一个类中定义方法和方法调用顺序,子类则实现方法,都是父类控制子类。
- Composite组合模式:有些时候,可以用Builder模式生成的实例用于构成Composite组合模式。
- Abstract Factory抽象工厂模式:都用于生成复杂的实例。
- Facade模式:外观模式:通过组合内部模块,向外部提供可以简单调用的API,隐藏子系统的复杂性。
七、拓展思路
- 【谁知道什么】在编程中,谁知道什么很重要,上面的程序Main客户端类并不知道Builder类,它只调用了Director监工类的construct建造方法,Director类就可以开始工作并完成文档创建。另一方面,Director知道Builder,它调用Builder的方法来构造文档,但是Director并不知道具体的Builder是谁(是哪个子类,plainText还是html?),也是正因为Director类不知道Builder是谁,才使得Builder可以被替换成不同的Builder子类。正因为不知道才可以替换。
- 【设计阶段能决定什么,不能决定什么】Builder类中需要声明生成文档需要实现的所有方法,Director类中使用的方法都是Builder提供的,因此Builder类中应当定义哪些方法,这个问题很重要,需要慎重设计以应对程序后期变化。
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