第5章 建造者模式

1、第第5章章 建造者模式建造者模式(Builder)（生成器模式）（生成器模式）导出数据的应用框架导出数据的应用框架对于导出数据的应用框架，通常在导出数据对于导出数据的应用框架，通常在导出数据上会有一些约定的方式，比如导出成：文本上会有一些约定的方式，比如导出成：文本格式、数据库备份形式、格式、数据库备份形式、Excel格式、格式、Xml格格式等等式等等假如现在有如下的要求：假如现在有如下的要求： 导出的文件，不管什么格式，都分成三个部分，分导出的文件，不管什么格式，都分成三个部分，分别是文件头、文件体和文件尾别是文件头、文件体和文件尾 在文件头部分，需要描述如下信息：分公司或门市在文件头部分，

2、需要描述如下信息：分公司或门市点编号、导出数据的日期，对于文本格式，中间用点编号、导出数据的日期，对于文本格式，中间用逗号分隔逗号分隔 在文件体部分，需要描述如下信息：表名称、然后在文件体部分，需要描述如下信息：表名称、然后分条描述数据。对于文本格式，表名称单独占一行，分条描述数据。对于文本格式，表名称单独占一行，数据描述一行算一条数据，字段间用逗号分隔。数据描述一行算一条数据，字段间用逗号分隔。 在文件尾部分，需要描述如下信息：输出人在文件尾部分，需要描述如下信息：输出人不用模式的解决方案不用模式的解决方案不管是输出成文本文件，还是输出到不管是输出成文本文件，还是输出到XML文件，文件，在实

3、现的时候，步骤基本上都是一样的，都大在实现的时候，步骤基本上都是一样的，都大致分成了如下四步：致分成了如下四步： 先拼接文件头的内容先拼接文件头的内容 然后拼接文件体的内容然后拼接文件体的内容 再拼接文件尾的内容再拼接文件尾的内容 最后把拼接好的内容输出出去成为文件最后把拼接好的内容输出出去成为文件存在问题存在问题1）构建每种输出格式的文件内容的时候，都）构建每种输出格式的文件内容的时候，都会重复这几个处理步骤，应该提炼出来，形会重复这几个处理步骤，应该提炼出来，形成公共的处理过程成公共的处理过程2）今后可能会有很多不同输出格式的要求，）今后可能会有很多不同输出格式的要求，这就需要在处理过程不

4、变的情况下，能方便这就需要在处理过程不变的情况下，能方便的切换不同的输出格式的处理的切换不同的输出格式的处理解决思路及方案解决思路及方案 构建每种格式的数据文件的构建每种格式的数据文件的处理处理过程，应过程，应该和具体的步骤该和具体的步骤实现实现分开，这样就能够复分开，这样就能够复用处理过程，而且能很容易的切换不同的用处理过程，而且能很容易的切换不同的输出格式输出格式 建造者模式建造者模式建造者模式建造者模式 构建过程独立出来，建造者模式中把它称构建过程独立出来，建造者模式中把它称为为指导者指导者，由它来指导装配过程，但是不，由它来指导装配过程，但是不负责每步具体的实现负责每步具体的实现 具体

5、实现每步的对象，在建造者模式中称具体实现每步的对象，在建造者模式中称这些实现对象为这些实现对象为建造者建造者（生成器）（生成器）建造者模式建造者模式UML类图类图产品（产品（Product）角色）角色：被构建的复杂对象，包含多个组：被构建的复杂对象，包含多个组成部件成部件建造者（建造者（Builder）角色）角色：定义创建一个：定义创建一个Product对象所需对象所需的各个部件的操作接口，该接口中一般声明两类方法，一的各个部件的操作接口，该接口中一般声明两类方法，一类方法是类方法是buildPartX()，它们用于创建复杂对象的各个部，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是件；另一类方

6、法是getResult()，它们用于返回复杂对象，它们用于返回复杂对象具体建造者（具体建造者（Concrete Builder）角色）角色：实现了：实现了Builder接接口，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它口，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杂产品对象指挥者（指挥者（Director）角色）角色：又称为导演类，它负责安：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排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在在关联关系关联关系，可

7、以在其，可以在其construct()建造方法中调用建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者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定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构造函数或者Setter方法将该对象传入指导者类中方法将该对象传入指导者类中/建造者的接口定义建造者的接口定义public interface

8、 Builder public void buildPart();建造者模式示例代码建造者模式示例代码/具体的建造者的实现具体的建造者的实现public class ConcreteBuilder implements Builder private Product resultProduct; /获取生成器最终构建的产品对象获取生成器最终构建的产品对象 public Product getResult() return resultProduct; public void buildPart() /构建某个部件的功能处理构建某个部件的功能处理 /被构建的产品对象的接口被构建的产品对象的接口p

9、ublic interface Product /定义产品的操作定义产品的操作/指导者指导者public class Director private Builder builder; public Director(Builder builder) this.builder = builder; public void construct() /通过使用生成器接口来构建最终的产品对象通过使用生成器接口来构建最终的产品对象 builder.buildPart(); 示示 例例 /产品（产品（Product）角色）角色public class Vehicle protected String m

10、_strType; protected String m_strFrame; protected String m_strEngine; protected String m_strWheels; protected String m_strDoors; Vehicle(String strType) m_strType = strType; public void Show() System.out.println(-); System.out.println(Vehicle type:+m_strType); System.out.println(Frame:+m_strFrame); S

11、ystem.out.println(Engine:+m_strEngine); System.out.println(Wheels:+m_strWheels); System.out.println(Doors:+m_strDoors); /抽象建造者（抽象建造者（Builder）角色）角色public abstract class VehicleBuilder protected Vehicle vehicle; public Vehicle GetResult() return vehicle; public abstract void BuildFrame(); public abstr

12、act void BuildEngine(); public abstract void BuildWheels(); public abstract void BuildDoors();/具体建造者（具体建造者（Concrete Builder）角色）角色public class MotorBuilder extends VehicleBuilder public void BuildFrame() vehicle = new Vehicle(MotorCycle); vehicle.m_strFrame = MotorCycle Frame; public void BuildEngine

13、() vehicle.m_strEngine = 500 cc; public void BuildWheels() vehicle.m_strWheels = 2 wheels; public void BuildDoors() vehicle.m_strDoors = no doors; /具体建造者（具体建造者（Concrete Builder）角色）角色public class CarBuilder extends VehicleBuilder public void BuildFrame() vehicle = new Vehicle(Car); vehicle.m_strFrame

14、 = Car Frame; public void BuildEngine() vehicle.m_strEngine = 2500 cc; public void BuildWheels() vehicle.m_strWheels = 4 wheels; public void BuildDoors() vehicle.m_strDoors = 4 doors; /指导者（指导者（Director）角色）角色public class Shop public void Construct(VehicleBuilder vehicleBuilder ) vehicleBuilder.BuildF

15、rame(); vehicleBuilder.BuildEngine(); vehicleBuilder.BuildWheels(); vehicleBuilder.BuildDoors(); import VehicleShop.Shop;import VehicleShop.CarBuilder;import VehicleShop.Vehicle;public class Client public static void main(String args) Shop shop = new Shop(); CarBuilder builder = new CarBuilder(); sh

16、op.Construct(builder); Vehicle v = builder.GetResult(); v.Show(); 快餐店制作儿童餐快餐店制作儿童餐典型的儿童餐包括一个主食，一个辅食，一杯典型的儿童餐包括一个主食，一个辅食，一杯饮料和一个玩具饮料和一个玩具组合成儿童餐的过程：无论顾客点的是汉堡，组合成儿童餐的过程：无论顾客点的是汉堡，三名治还是鸡肉，过程都是一样的。三名治还是鸡肉，过程都是一样的。 柜台的员工直接把主食，辅食和玩具放在一柜台的员工直接把主食，辅食和玩具放在一个袋子中。饮料被倒入杯中，放在袋子外边。个袋子中。饮料被倒入杯中，放在袋子外边。快餐店制作儿童餐快餐店制作

17、儿童餐客户端客户端：顾客。想去买一套套餐（这里面包括汉堡，：顾客。想去买一套套餐（这里面包括汉堡，可乐，薯条），可以有可乐，薯条），可以有1号和号和2号两种套餐供顾客选择号两种套餐供顾客选择指导者角色指导者角色：收银员。知道顾客想要买什么样的套：收银员。知道顾客想要买什么样的套餐，并告诉餐馆员工去准备套餐。餐，并告诉餐馆员工去准备套餐。建造者角色建造者角色：餐馆员工。按照收银员的要求去准备：餐馆员工。按照收银员的要求去准备具体的套餐，分别放入汉堡，可乐，薯条等。具体的套餐，分别放入汉堡，可乐，薯条等。产品角色产品角色：最后的套餐，所有的东西放在同一个盘：最后的套餐，所有的东西放在同一个盘子里面

18、。子里面。使用生成器模式重写导出数据的应用框架使用生成器模式重写导出数据的应用框架JDKDocumentBuilderFactory StringBufferStringBuilder建造者模式的演化建造者模式的演化 1、省略抽象建造者角色省略抽象建造者角色 如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者掉抽象建造者 建造者模式的演化建造者模式的演化 1、省略抽象建造者角色省略抽象建造者角色public class Director private ConcreteBuilder builder; / Methods public void

19、 Construct() builder.BuildPartA(); builder.BuildPartB(); 2、省略指导者角色省略指导者角色 在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略掉，那么还可以省略掉指导者角色。让被省略掉，那么还可以省略掉指导者角色。让Builder角色角色自己扮演指导者与建造者双重角色。自己扮演指导者与建造者双重角色。 2、省略指导者角色省略指导者角色public class Builder private Product product = new Product(); public void

20、BuildPartA() /Some code here public void BuildPartB() /Some code here public Product GetResult() return product; public void Construct() BuildPartA(); BuildPartB(); 建造者模式优点建造者模式优点 在建造者模式中，在建造者模式中，客户端不必知道产品内部组客户端不必知道产品内部组成的细节，成的细节，将产品本身与产品的创建过程解耦，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。使得相同的创建过程可以创建不同的产

21、品对象。 每一个具体建造者都相对独立，而与其他的具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，造者或增加新的具体建造者，用户使用不同的用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象具体建造者即可得到不同的产品对象。建造者模式优点建造者模式优点可以更加精细地控制产品的创建过程。可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创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更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。建过程。

22、增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码，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，系统扩展方指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便，符合便，符合“开闭原则开闭原则”。建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同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，如果产品之间的点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性差异性很大很大，则，则不适合不适合使用建造者模式，因此其使用使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。范围受到一定的限制。如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定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

23、系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。统变得很庞大。建造者模式缺点建造者模式缺点在什么情况下使用建造者模式在什么情况下使用建造者模式 需要生成的产品对象有复杂的内部结构需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产，这些产品对象通常包含多个成员属性。品对象通常包含多个成员属性。需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定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其生成顺序。对象的创建过程独立于创建该对象的类对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。挥者类中，而不在建造者类中。隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建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。过程可以创建不同的产品。与抽