[加精]设计模式是什么鬼(建造者)

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本文作者:凸凹

建造者,用于对复杂对象的构造、初始化,与工厂模式不同的是,建造者的目的在于把复杂构造过程从不同对象展现中抽离出来,使得同样的构造工序可以展现出不同的产品对象。

打个比方,我们知道角色扮演类游戏中玩家可以选择不同的职业,各职业攻击力、防御力等等属性设定是不同的,比如战士的力量和体力强,法师的灵力强而体力弱,以及穿戴各种装备引起的属性附加。

设计模式是什么鬼(建造者)

假设我们用同一个类来描述这些角色,那么应该怎样新建人物并配备初始武器?交给客户端去完成,把法师配成战士的力量并给脑袋上装备一把屠龙刀吗?诚然,客户端根本不知道怎样去配置(更没有必要知道),游戏人设应该交给专业的团队(建造者模式)去完成,否则会造成不可预知的混乱角色,如同怪物一般的bug存在。

设计模式是什么鬼(建造者)

好了,让我们来规划一下专业的建造团队。既然是建造者,那就应该造点建造物了,我们就以盖房子举例。

设计模式是什么鬼(建造者)

房子本身有很多个组成部分,各组件息息相关缺一不可,否则房倒屋塌。而其构造过程也是相当复杂的,但大家不必担心,为响应我们简约直观的一贯宗旨,这里只将其简化拆分成地基、墙体、屋顶三部分,首先来看建筑物类。

 1public class Building {// 建筑物
2
3    // 用来模拟房子组件的堆叠
4    private List<String> buildingComponents = new ArrayList<>();
5
6    public void setBasement(String basement{// 地基
7        this.buildingComponents.add(basement);
8    }
9
10    public void setWall(String wall{// 墙体
11        this.buildingComponents.add(wall);
12    }
13
14    public void setRoof(String roof{// 房顶
15        this.buildingComponents.add(roof);
16    }
17
18    @Override
19    public String toString() 
{
20        String buildingStr = "";
21        for (int i = buildingComponents.size() - 1; i >= 0; i--) {
22            buildingStr += buildingComponents.get(i);
23        }
24        return buildingStr;
25    }
26
27}

为了模拟建筑物通用类中各组件的建造顺序,我们在第4行以List来模拟三个组件的堆叠,之后是它们对应的三个建造方法,最后于第19行的toString方法自下而上的打印出最终完成的房子。看起来是不难,但怎样从这个类直接构造出一个房子呢?怎样去设置这些字符串的组件属性呢?此时客户端一头雾水,还是找个专业施工方吧,先定义个施工方接口。

 1public interface Builder {//施工方接口
2
3    public void buildBasement();
4
5    public void buildWall();
6
7    public void buildRoof();
8
9    public Building getBuilding();
10
11}

既然是施工方的接口,那一定有实现类了,先来写一个高端别墅施工队。

 1public class HouseBuilder implements Builder {//别墅施工方
2
3    private Building house;
4
5    public HouseBuilder() {
6        house = new Building();
7    }
8
9    @Override
10    public void buildBasement() {
11        System.out.println("挖地基,部署管道、线缆,水泥加固,搭建围墙、花园。");
12        house.setBasement("╬╬╬╬╬╬╬╬n");
13    }
14
15    @Override
16    public void buildWall() {
17        System.out.println("搭建木质框架,石膏板封墙并粉饰内外墙。");
18        house.setWall("|田|田 田|n");
19    }
20
21    @Override
22    public void buildRoof() {
23        System.out.println("建造木质屋顶、阁楼,安装烟囱,做好防水。");
24        house.setRoof("╱◥███◣n");
25    }
26
27    @Override
28    public Building getBuilding() {
29        return house;
30    }
31
32}

嗯,这个施工方看起来是有施工资质的,不管是地基、墙体还是屋顶都讲得(第11行等)头头是道,虽然我们不懂,但建造工艺(第12行等)看起来也都是非常有考究,总之是极其专业的施工方并统统实现了每个组件的建造方法,下来我们同样地再请一个公寓楼的施工队。

 1public class ApartmentBuilder implements Builder {// 高层公寓楼施工方
2
3    private Building apartment;
4
5    public ApartmentBuilder() {
6        apartment = new Building();
7    }
8
9    @Override
10    public void buildBasement() {
11        System.out.println("深挖地基,修建地下车库,部署管道、线缆、风道。");
12        apartment.setBasement("╚═════════╝n");
13    }
14
15    @Override
16    public void buildWall() {
17        System.out.println("搭建多层建筑框架,建造电梯井,钢筋混凝土浇灌。");
18        for (int i = 0; i < 8; i++) {// 此处假设固定8层
19            apartment.setWall("║ □ □ □ □ ║n");
20        }
21    }
22
23    @Override
24    public void buildRoof() {
25        System.out.println("封顶,部署通风井,做防水层,保温层。");
26        apartment.setRoof("╔═════════╗n");
27    }
28
29    @Override
30    public Building getBuilding() {
31        return apartment;
32    }
33
34}

大同小异,公寓楼施工方也是一样的专业,只不过建造工艺好像有些不同,尤其是第16行的建造墙体方法,好像是循环8次造了8层楼的样子,这一定是八层公寓小高层了。到这里,我们好像还是不能交给客户端去亲自调用这三个组件的建造方法,造房子可不是开玩笑的,我们还是得找一个有资质的工程总监去控制整个建造工序流程。

 1public class Director {//工程总监
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3    private Builder builder;
4
5    public Director(Builder builder{
6        this.builder = builder;
7    }
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9    public void setBuilder(Builder builder{
10        this.builder = builder;
11    }
12
13    public Building direct() {
14        System.out.println("=====工程项目启动=====");
15        // 第一步,打好地基;
16        builder.buildBasement();
17        // 第二步,建造框架、墙体;
18        builder.buildWall();
19        // 第三步,封顶;
20        builder.buildRoof();
21        System.out.println("=====工程项目竣工=====");
22        return builder.getBuilding();
23    }
24
25}

我们可以看到,工程总监在宏观上操控着整个施工队的建造流程,在第13行的指导方法中以自下而上的顺序建造房屋,他并不在乎是哪个施工队来造房子,但施工步骤是由他来控制的。是时候满足客户的住房刚需了,组建团队,运行程序。

 1public class Client {
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3    public static void main(String[] args{
4        //招工,建别墅。
5        Builder builder = new HouseBuilder();
6        //交给工程总监
7        Director director = new Director(builder);
8        System.out.println(director.direct());
9        //替换施工方,建公寓。
10        director.setBuilder(new ApartmentBuilder());
11        System.out.println(director.direct());
12    }
13
14}

可以看到客户端先找了个别墅施工队(第5行),并且安排给总监(第7行),于是造出了别墅,接着又替换了另一个公寓楼施工队(第10行),最终顺利地建了一栋八层公寓,结果如下。

设计模式是什么鬼(建造者)

项目终于竣工了,对于复杂对象的构建,专业的建造团队显然是不可或缺的,尤其是产品内部组件间有某种关联性,构建的顺序性,所以我们把制造工序抽离出来交给了工程总监(Director),而产品各种制造工艺则被多态化交给不同的施工方(Builder)去各显神通,最终达成以相同的构造过程生产不同产品的展现的目的,工序不可乱,工艺不可缺。

设计模式是什么鬼(建造者)

 

设计模式是什么鬼(建造者)