设计模式06之 建造模式(创建模式)

本章介绍"建造模式"。

目录
1. 建造模式简介
2. 建造模式代码模型
3. 建造模式示例

1. 建造模式简介

建造模式是"创建模式"(创建对象的模式)。当我们要创建的对象比较复杂的时候，可以将对象的"创建"和"表示"分割开来；从而可以使一个构造过程创建具有不同表示的产品。这种参见对象的方式就是建造模式。

建造模式的使用场景

(01), 对象包含复杂的内部结构。每个内部成分本身可以是对象，也可以仅仅是一个对象的一个组成成分。
     例如，一个电子邮件由发件人地址、收件人地址、主题、内容、附件等内容。我们可以根据这些组成部分组合成一份邮件，然后发送出去。

(02), 对象的各个属性相互依赖。
     例如，某对象包含许多性质，而这些性质必须按照某个顺序赋值才有意义。

(03), 对象创建过程会使用到系统中的其他对象，而这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。

下面看看它的结构图：

img

建造模式包括4个组成部分：导演者(Director), 抽象建造者(Builder), 具体建造者(ConcreteBuilder) 和 产品(Product)。

组成部分 说明
Director 它会调用具体创建者来创造一个产品对象。
Builder 它会给出"创建一个产品对象的各个组成成分"的抽象接口。
ConcreteBuilder 实现"抽象建造者"给出的抽象接口。
Product 要被创建的产品对象。

2. 建造模式代码模型

public class Director {
    private Builder builder;

    // 构造产品
    public void construct() {
        builder = new ConcreteBuilder();
        builder.buildPart1();
        builder.buildPart2();
    }
}

abstract public class Builder {
    // 构造"产品的Part1"的接口
    public abstract void buildPart1();
    // 构造"产品的Part2"的接口
    public abstract void buildPart2();
    // 返回产品
    public abstract Product retrieveResult();
}

public class ConcreteBuilder {
    private Product product = new Product();
    public void buildPart1() {
        // 参见产品的Part1
    }
    public void buildPart2() {
        // 参见产品的Part2
    }
    public Product retrieveResult() {
        return product;
    }
}

public class Product {
     // 产品组成部分...
}

3. 建造模式示例

假设由一个电子杂志系统，定期的向用户的发送电子邮箱。发送的电子邮件模板由两种：欢迎和欢送。邮件包括"发送者地址"，"接收者地址"，“主题”，“内容”，“发送日期”等内容；其中，“发送者地址”和“接收者地址”是必填的。

下面通过建造模式实现该系统，对应的UML图如下：

img

建造模式包括4个组成部分："导演者", "抽象建造者", "具体建造者"和"产品"这4个角色分别如下：

3.1 "导演者"

导演者是Director。Director会根据Builder对象，构造出邮件。

Director的源码

public class Director {

    private Builder builder;

    public Director(Builder builder) {
        this.builder = builder;
    }

    public void construct(String from, String to) {
        builder.buildFrom(from);
        builder.buildTo(to);
        builder.buildSubject();
        builder.buildBody();
        builder.buildSendDate();

        builder.send();
    }
}

3.2 "抽象建造者"

抽象建造者是Builder。Builder是抽象类，它包含具体的邮件对象msg，msg是在Builder的子类中根据所要创建的消息来初始化的。此外，Builder提供了构造邮件的函数接口。

Builder的源码

import java.util.Date;

abstract public class Builder {

    protected AutoMessage msg;

    public Builder() {
    }

    public abstract void buildBody() ;
    public abstract void buildSubject() ;

    public void buildFrom(String from) {
        msg.setFrom(from);
    }
    public void buildTo(String to) {
        msg.setTo(to);
    }
    public void buildSendDate() {
        msg.setSendDate(new Date());
    }
    public void send() {
        msg.send();
    }
}

3.3 "具体建造者"

具体建造者是WelcomeBuilder和GoodbyeBuilder。WelcomeBuilder是欢迎消息，GoodbyeBuilder是欢送消息。

WelcomeBuilder的源码

public class WelcomeBuilder extends Builder {

    public WelcomeBuilder() {
        System.out.println("create WelcomeBuilder");
        this.msg = new WelcomeMessage();
    }

    public void buildBody() {
        msg.setBody("Welcome body!");
    }
    public void buildSubject() {
        msg.setSubject("Welcome subject!");
    }
}

GoodbyeBuilder的源码

public class GoodbyeBuilder extends Builder {

    public GoodbyeBuilder() {
        System.out.println("create GoodbyeBuilder");
        msg = new GoodbyeMessage();
    }

    public void buildBody() {
        msg.setBody("Goodbye body!");
    }
    public void buildSubject() {
        msg.setSubject("Goodbye subject!");
    }
}

3.4 "产品"

产品是AutoMessage。AutoMessage是抽象出来的产品类，它包含两个子类WelcomeBuilder和GoodbyeMessage。

AutoMessage的源码

import java.util.Date;

abstract public class AutoMessage {

    protected String from;
    protected String to;
    protected String subject;
    protected String body;
    protected Date sendDate;

    public void setFrom(String from) {
        this.from = from;
    }
    public String getFrom() {
        return from;
    }
    public void setTo(String to) {
        this.to = to;
    }
    public String getTo() {
        return to;
    }
    public void setSubject(String subject) {
        this.subject = subject;
    }
    public String getSubject() {
        return subject;
    }
    public void setBody(String body) {
        this.body = body;
    }
    public String getBody() {
        return body;
    }
    public void setSendDate(Date sendDate) {
        this.sendDate = sendDate;
    }
    public Date getSendDate() {
        return sendDate;
    }
    public void send() {
        System.out.println("send MSG[Subject: \""+subject+"\", Body: \""+body+"\"] from \""+from+"\" to \""+to+"\" @date:\""+sendDate+"\"");
    }
}

WelcomeMessage的源码

public class WelcomeMessage extends AutoMessage {

    public WelcomeMessage() {
        System.out.println("Create WelcomeMessage");
    }

    public void sayWelcome() {
        System.out.println("Welcome.");
    }
}

GoodbyeMessage的源码

public class GoodbyeMessage extends AutoMessage {

    public GoodbyeMessage() {
        System.out.println("Create GoodbyeMessage");
    }

    public void sayGoodbye() {
        System.out.println("Goodbye.");
    }
}

2.5 客户端测试程序

客户端是"Client"。

Client的源码

public class Client {

    private static Director dw, dg;
    private static Builder bw, bg;

    public static void main(String[] args) {
        bw = new WelcomeBuilder();
        dw = new Director(bw);
        dw.construct("skywang12345@gmail.com", "java_patterns@gmail.com");

        bg = new GoodbyeBuilder();
        dg = new Director(bg);
        dg.construct("skywang54321@gmail.com", "java_patterns@gmail.com");
    }
}

运行结果：

create WelcomeBuilder
Create WelcomeMessage
send MSG[Subject: "Welcome subject!", Body: "Welcome body!"] from "skywang12345@gmail.com" to "java_patterns@gmail.com" @date:"Sun Jan 19 10:48:02 CST 2014"
create GoodbyeBuilder
Create GoodbyeMessage
send MSG[Subject: "Goodbye subject!", Body: "Goodbye body!"] from "skywang54321@gmail.com" to "java_patterns@gmail.com" @date:"Sun Jan 19 10:48:02 CST 2014"
by skywang
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