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设计模式之建造者模式详解(附源代码)

设计模式之建造者模式详解(附源代码)

作者: thorhill | 来源:发表于2018-02-11 14:36 被阅读0次
    建造者模式

    建造者模式

    建造者模式(Builder Pattern)使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
    一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

    介绍

    意图:将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
    主要解决:主要解决在软件系统中,有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成;由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化,但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
    何时使用: 一些基本部件不会变,而其组合经常变化的时候。
    如何解决:将变与不变分离开。
    关键代码:建造者:创建和提供实例,导演:管理建造出来的实例的依赖关系。
    角色:

    1. builder:为创建一个产品对象的各个部件指定抽象接口。
    2. 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,并提供一个检索产品的接口。
    3. Director:构造一个使用Builder接口的对象。
    4. Product:表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder创建该产品的内部表示并定义它的装配过程,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。

    优点:

    1. 建造者独立,易扩展。
    2. 便于控制细节风险。

    缺点:

    1. 产品必须有共同点,范围有限制。
    2. 如内部变化复杂,会有很多的建造类

    使用场景:

    1. 需要生成的对象具有复杂的内部结构。
    2. 需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
      注意事项:与工厂模式的区别是:建造者模式更加关注与零件装配的顺序

    实现:

    听说最近人工智能可以写作了,那么这里我们也写一个能自动造句的人工智障智能,叫做鹏酱。鹏酱可以造主谓宾结构的句子。代码如下:

    一、建造变动较小较慢的组件

    1.主语系列(subject)

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 主语的接口
     */
    public interface Subject {
        public void showSbuject();
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 主语“做饭”
     */
    public class Cook implements Subject {
    
        @Override
        public void showSbuject() {
            System.out.print("做饭");
        }
    
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 主语“编程”
     */
    public class Coding implements Subject {
    
        @Override
        public void showSbuject() {
            System.out.print("编程");
        }
    
    }
    

    2.谓语系列(predicate)

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 谓语接口
     */
    public interface Predicate {
        public void showPredicate();
    }
    
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 谓语“是”
     */
    public class Is implements Predicate {
    
        @Override
        public void showPredicate() {
            System.out.print("是");
        }
    
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 谓语“不是”
     */
    public class IsNot implements Predicate {
    
        @Override
        public void showPredicate() {
            System.out.print("不是");
        }
    
    }
    
    

    3.宾语系列(object)

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see "宾语接口"
     */
    public interface Object {
        public void showObject();
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 宾语“简单”
     */
    public class Easy implements Object {
    
        @Override
        public void showObject() {
            System.out.println("简单的");
    
        }
    
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 宾语“困难”
     */
    public class Difficult implements Object {
    
        @Override
        public void showObject() {
            System.out.println("困难的");      
        }
    
    }
    

    二、建造不会变动的产品(Product)框架

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 产品框架(Product)
     */
    public class ChickenSoup {
        private Subject subject;
        private Predicate predicate;
        private Object object;
    
        public Subject getSubject() {
            return subject;
        }
    
        public void setSubject(Subject subject) {
            this.subject = subject;
        }
    
        public Predicate getPredicate() {
            return predicate;
        }
    
        public void setPredicate(Predicate predicate) {
            this.predicate = predicate;
        }
    
        public Object getObject() {
            return object;
        }
    
        public void setObject(Object object) {
            this.object = object;
        }
    
        public void showChickenSoup() {
            subject.showSbuject();
            predicate.showPredicate();
            object.showObject();
        }
    }
    

    三、建造Builder接口:

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 鸡汤文章的接口(Builder)
     */
    public interface EssayBuilder {
    
        public void setEssaySubject();
    
        public void setEssayPredicate();
    
        public void setEssayObject();
    
        public ChickenSoup getEssay();
    }
    

    四、建造实现Builder接口的具体生成器(ConcreteBuilder):

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 构造“做饭简单”的具体生成器
     */
    public class CookingIsEasy implements EssayBuilder {
    
        private ChickenSoup chickenSoup = new ChickenSoup();
    
        @Override
        public void setEssaySubject() {
            chickenSoup.setSubject(new Cook());
    
        }
    
        @Override
        public void setEssayPredicate() {
            chickenSoup.setPredicate(new Is());
        }
    
        @Override
        public void setEssayObject() {
            chickenSoup.setObject(new Easy());
    
        }
    
        @Override
        public ChickenSoup getEssay() {
            return chickenSoup;
        }
    
    }
    
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 构造“编程不难”的具体生成器
     */
    public class CodingIsNotDiffcult implements EssayBuilder {
    
        private ChickenSoup chickenSoup = new ChickenSoup();
    
        @Override
        public void setEssaySubject() {
            chickenSoup.setSubject(new Coding());
    
        }
    
        @Override
        public void setEssayPredicate() {
            chickenSoup.setPredicate(new IsNot());
    
        }
    
        @Override
        public void setEssayObject() {
            chickenSoup.setObject(new Difficult());
    
        }
    
        @Override
        public ChickenSoup getEssay() {
            return chickenSoup;
        }
    
    }
    

    五、建造通过Builder接口,按照顺序调用ConcreteBuilder的导演(Director):

    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 调用具体生成器的“导演”类
     */
    public class EssayDirector {
        public ChickenSoup getFinalEssay(EssayBuilder eb) {
            eb.setEssayObject();
            eb.setEssayPredicate();
            eb.setEssaySubject();
            return eb.getEssay();
        }
    }
    
    六、测试:
    /**
     * 
     * @author Thornhill
     * @see 建造者模式测试
     */
    public class Test {
    
        public static void main(String[] args) {
            ChickenSoup essay1 = new EssayDirector().getFinalEssay(new CookingIsEasy());
            essay1.showChickenSoup();
            
            ChickenSoup essay2 = new EssayDirector().getFinalEssay(new CodingIsNotDiffcult());
            essay2.showChickenSoup();
            
        }
    
    }
    

    结果

    做饭是简单的
    编程不是困难的
    

    结语:

    建造者模式适用于组建不变而组合常有变动的情景。产品(Product),抽象接口(Builder),导演(Director)通常是不用变的部分;而具体生成器(ConcreteBuilder)是扩展时增加的部分,通常改动只改动具体生成器。

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