Java设计模式-建造者模式(七)

本文详细介绍了建造者模式的概念,通过一个示例程序展示了如何使用建造者模式来构建文本和HTML文档。Director类负责协调建造过程,而Builder接口和它的两个实现类TextBuilder与HTMLBuilder则分别实现了不同格式的文档创建。文中还讨论了设计时的考虑因素和代码阅读与修改的注意事项,强调了可替换性和灵活性的重要性。

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目录

 

一、什么是建造者模式

二、示例程序

三、UML图

四、拓展思路与注意事项

1、谁知道什么

2、设计时能够决定的事情和不能决定的事情

3、代码的阅读方法和修改方法


一、什么是建造者模式

    在建造大楼时,需要先打牢地基,搭建框架,然后自下而上一层一层的盖起来。通常,在建造这种具有复杂结构的物体时,很难一气呵成。我们需要先建造组成这个物体的各个部分,然后分阶段将他们组装起来。

    像这种用于组装具有复杂结构的实例称为建造者模式(Builder)

二、示例程序

Builder类:

package com.as.module.builder;

/**
 * 建造者
 * @author Andy
 * @date 2021/4/28 21:37
 */
public abstract class Builder {
    public abstract void makeTitle(String title);
    public abstract void makeString(String str);
    public abstract void makeItems(String[] items);
    public abstract void close();
}

Director类:

package com.as.module.builder;

/**
 * 监工类
 * @author Andy
 * @date 2021/4/28 21:39
 */
public class Director {
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder){
        this.builder = builder;
    }

    public void construct(){
        builder.makeTitle("Greeting");
        builder.makeString("从早上到下午");
        builder.makeItems(
                new String[]{
                        "早上好",
                        "下午好"
                }
        );
        builder.close();

    }


}

TextBuilder类:

package com.as.module.builder;


/**
 * 文本建造者
 * @author Andy
 * @date 2021/4/28 21:42
 */
public class TextBuilder extends Builder {
    private StringBuffer buffer = new StringBuffer();


    @Override
    public void makeTitle(String title) {
        buffer.append("=================================\n");
        buffer.append("["+title+"]");
        buffer.append("\n");
    }

    @Override
    public void makeString(String str) {
        buffer.append("1"+str+"\n");
        buffer.append("\n");
    }

    @Override
    public void makeItems(String[] items) {
        for(int i=0;i<items.length;i++){
            buffer.append(" ."+items[i]+"\n");
        }
        buffer.append("\n");
    }


    @Override
    public void close() {
        buffer.append("=================================\n");
    }

    public String getResult(){
        return buffer.toString();
    }
}

HTMLBuilder类:

package com.as.module.builder;

import java.io.FileWriter;
import java.io.IOException;
import java.io.PrintWriter;

/**
 * HTML建造者
 * @author Andy
 * @date 2021/4/28 21:50
 */
public class HTMLBuilder extends Builder  {
    private String filename;
    private PrintWriter writer;

    @Override
    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>");
        //输出标题
        writer.println("<h1>" + title +"</h1>");
    }

    @Override
    public void makeString(String str) {
        writer.println("<p>"+str+"</p>");
    }

    @Override
    public void makeItems(String[] items) {
        writer.println("<ul>");
        for(int i=0;i< items.length;i++){
            writer.println("<li>"+items[i]+"</li>");
        }
        writer.println("</ul>");
    }

    @Override
    public void close() {
        writer.println("</body></html>");
        writer.close();
    }

    public String getResult(){
        return filename;
    }
}

测试类:

package com.as.module.builder;

/**
 * 建造者测试类
 * @author Andy
 * @date 2021/4/28 21:59
 */
public class TestBuilder {
    public static void main(String[] args) {
        TextBuilder textBuilder = new TextBuilder();
        Director director = new Director(textBuilder);
        director.construct();
        String result = textBuilder.getResult();
        System.out.println(result);


//        HTMLBuilder htmlBuilder = new HTMLBuilder();
//        Director director = new Director(htmlBuilder);
//        director.construct();
//        String filename = htmlBuilder.getResult();
//        System.out.println(filename+"文件编写完成");


    }

}

运行结果:

三、UML图

1、Builder(建造者)

Builder角色负责定义用于生成实例的API接口。Builder角色中准备了用于生成实例的方法。在示例程序中,由Builder类扮演此角色

2、ConcreteBuilder(具体的建造者)

ConcreteBuilder角色是负责实现Builder角色的接口的类。这里定义了在生成实例时实际被调用的方法。此外,在ConcreteBuilder角色中还定义了获取最终生成结果的方法。在示例程序中,由TextBuilder类和HTMLBuilder类扮演此角色。

3、Director(建造者)

Director角色负责使用Builder角色的接口来生成实例。它并不依赖于ConcreteBuilder角色,为了确保不论ConcreteBuilder角色是如何被定义的,Directori角色都能正常工作,它只调用在Builderuilder角色中定义的方法

4、Client(建造者)

该角色使用了Builder模式。示例程序中,TextBuilder类扮演此角色

四、拓展思路与注意事项

1、谁知道什么

在面向对象的编程中,“谁知道什么”是非常重要的。也就是说,我们需要再编程时注意哪个类可以使用哪个方法以及使用这个方法到底好不好。

TestBuilder类并不知道(没有调用)Builder类,它只是调用了Direct类的construct方法。这样,Director类就会开始工作,并完成文档的编写。

另一方便,Director类知道Builder类,它调用Builder类,它调用Builder类的方法来编写文档,但是它并不知道它“真正”使用的是哪个类。这是因为“只有不知道子类才能替换”。

    正是因为不知道才能够替换,正是因为可以替换,组件才具有高价值。作为设计人员,我们必须时刻关注真正“可替换性”。

2、设计时能够决定的事情和不能决定的事情

    在Builder类中,需要声明编辑文档(实现功能)所必须的所有方法。Director类中使用的方法都是Builder类提供的。因此,在Builder类中应当定义哪些方法是非常的重要的。 

    而且,Builder类还必须能够应对将来子类可能增加的需求。在示例程序中,我们只编写了支持纯文本文档的子类和支持HTML文件的子类。但是将来可能还会希望编写其他形式的文档。那时候,到底能不能编写出支持XXXX形式的XXXXBuilder类呢?应该不需要新的方法吧?

虽然类的设计者并不是神仙,他们无法准确地预测到将来可能发生的变化。但是,我们还是有必要让设计的类能够尽可能灵活的应对近期可能发生的变化

3、代码的阅读方法和修改方法

我们在项目中修改源码时,应该尽可能熟悉该类所设计的所有角色的定义和方法才可以进行修改。如果没有理解各个类的角色就动手修改代码,则会导致其失去作为可复用组件的独立性,而且当将子类替换之后,程序可能无法正常工作。

 

 

 

 

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