建造者(Builder)設計模式

1. 概述

建造者(Builder)設計模式用於組裝具有複雜結構的實例。在構建一個複雜實例的時候,我們很難一氣呵成,我們首先把實例的各個部分建造出來,然後分階段把它們組裝起來。

2. 示例程序

一個使用Builder設計模式來編寫“文檔的程序”的例子,文檔的結構有:一個標題、幾個字符串、條目項目。

示例程序中有如下四個類:Builder類、Director類、TextBuilder類、HTMLBuilder類。

Builder類,建造者,定義了編寫文檔的方法。Builder類是抽象類,僅僅是定義了方法,具體處理交給子類。

Director類使用該方法編寫一個具體的文檔,監工,負責使用建造者的類來生成實例。

Builder類的兩個子類TextBuilder類和HTMLBuilder類,兩個具體的建造者,TextBuilder編寫純文本文檔,HTMLBuilder類編寫HTML文檔。

Builder.java 定義了編寫文檔的方法,如下所示:

package builder;

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.java,監工,負責使用建造者的類來生成實例:

package builder;

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

    // 編寫文檔
    public void construct() {
        builder.makeTitle("Hello Builder");
        builder.makeString("從早上到下午");
        builder.makeItems(new String[] {
                "早上好",
                "中午好",
                "下午好"
        });
        builder.makeString("晚上");
        builder.makeItems(new String[] {
                "晚上好",
                "晚安",
                "再見"
        });
        builder.close();
    }
}

TextBuilder.java,具體建造者類,getResult()返回建造的結果。

package builder;

public class TextBuilder extends Builder{
    private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

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

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

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

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

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

HTMLBuilder.java,具體建造者類,getResult()返回建造的結果。

package builder;

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

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></html>");
        writer.println(title);
    }

    @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;
    }
}

使用者類,User.java。

package builder;

public class User {
    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 director01 = new Director(htmlBuilder);
        director01.construct();
    }
}

運行截圖如下所示:

參考文獻:

  • 圖解設計模式 - 結成浩著、楊文軒譯 - 人民郵電出版社
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