建造者模式

图8-2 建造者模式结构图

 

在建造者模式结构图中包含如下几个角色：

● Builder（抽象建造者）：它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，一类方法是buildPartX()，它们用于创建复杂对象的各个部件；另一类方法是getResult()，它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类，也可以是接口。

●ConcreteBuilder（具体建造者）：它实现了Builder接口，实现各个部件的具体构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。

●Product（产品角色）：它是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

● Director（指挥者）：指挥者又称为导演类，它负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可以在其construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法，完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互，在客户端确定具体建造者的类型，并实例化具体建造者对象，然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

在实际生活中也存在类似指挥者一样的角色，如一个客户去购买电脑，电脑销售人员相当于指挥者，只要客户确定电脑的类型，电脑销售人员可以通知电脑组装人员（builder）给客户组装一台电脑（product）。

复杂对象类代码示例如下：

class Product  {
       private  String partA; //定义部件，部件可以是任意类型，包括值类型和引用类型
       private  String partB;
       private  String partC;
       //partA的Getter方法和Setter方法省略
       //partB的Getter方法和Setter方法省略
       //partC的Getter方法和Setter方法省略
}

抽象建造者类：

abstract class Builder {
     //创建产品对象
       protected  Product product=new Product();

       public  abstract void buildPartA();
       public  abstract void buildPartB();
       public  abstract void buildPartC();

     //返回产品对象
       public  Product getResult() {
              return  product;
       }
}

指挥者类的代码示例如下：

class Director {
       private  Builder builder;

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

       public  void setBuilder(Builder builder) {
              this.builder=builer;
       }

     //产品构建与组装方法
       public Product construct() {
              builder.buildPartA();
              builder.buildPartB();
              builder.buildPartC();
              return builder.getResult();
       }
}

 

 

开发人员决定使用建造者模式来实现游戏角色的创建，其基本结构如图8-3所示：

 

 

图8-3 游戏角色创建结构图

 

在图8-3中，ActorController充当指挥者，ActorBuilder充当抽象建造者，HeroBuilder、AngelBuilder和DevilBuilder充当具体建造者，Actor充当复杂产品。完整代码如下所示： //Actor角色类：复杂产品，考虑到代码的可读性，只列出部分成员属性，且成员属性的类型均为String，真实情况下，有些成员属性的类型需自定义

复杂产品对象：

class Actor
{
       private  String type; //角色类型
       private  String sex; //性别
       private  String face; //脸型
       private  String costume; //服装
       private  String hairstyle; //发型

       //get and set
}

 

抽象建造者：

abstract class ActorBuilder
{
       protected  Actor actor = new Actor();

       public  abstract void buildType();
       public  abstract void buildSex();
       public  abstract void buildFace();
       public  abstract void buildCostume();
       public  abstract void buildHairstyle();

    //工厂方法，返回一个完整的游戏角色对象
       public Actor createActor()
       {
              return actor;
       }
}

具体建造者：

class HeroBuilder extends ActorBuilder
{
       public  void buildType()
       {
              actor.setType("英雄");
       }
       public  void buildSex()
       {
              actor.setSex("男");
       }
       public  void buildFace()
       {
              actor.setFace("英俊");
       }
       public  void buildCostume()
       {
              actor.setCostume("盔甲");
       }
       public  void buildHairstyle()
       {
              actor.setHairstyle("飘逸");
       }    
}

指挥者：

class ActorController
{
    //逐步构建复杂产品对象
       public Actor construct(ActorBuilder ab)
       {
              Actor actor;
              ab.buildType();
              ab.buildSex();
              ab.buildFace();
              ab.buildCostume();
              ab.buildHairstyle();
              actor=ab.createActor();
              return actor;
       }
}

 为了提高系统的灵活性和可扩展性，我们将具体建造者类的类名存储在配置文件中，并通过工具类XMLUtil来读取配置文件并反射生成对象，XMLUtil类的代码如下所示：

+

 

 

import javax.xml.parsers.*;
import org.w3c.dom.*;
import org.xml.sax.SAXException;
import java.io.*;
class XMLUtil
{
//该方法用于从XML配置文件中提取具体类类名，并返回一个实例对象
       public  static Object getBean()
       {
              try
              {
                     //创建文档对象
                     DocumentBuilderFactory  dFactory = DocumentBuilderFactory.newInstance();
                     DocumentBuilder  builder = dFactory.newDocumentBuilder();
                     Document  doc;                                                
                     doc  = builder.parse(new File("config.xml"));

                     //获取包含类名的文本节点
                     NodeList  nl = doc.getElementsByTagName("className");
            Node  classNode=nl.item(0).getFirstChild();
            String  cName=classNode.getNodeValue();

            //通过类名生成实例对象并将其返回
            Class c=Class.forName(cName);
                 Object obj=c.newInstance();
            return obj;
         }  
         catch(Exception e)
         {
              e.printStackTrace();
              return null;
          }
       }
}

配置文件config.xml中存储了具体建造者类的类名，代码如下所示：

 

+

<?xml version="1.0"?>
<config>
       <className>AngelBuilder</className>
</config>   

客户端代码：

class Client
{
       public  static void main(String args[])
       {
              ActorBuilder ab; //针对抽象建造者编程
              ab =  (ActorBuilder)XMLUtil.getBean(); //反射生成具体建造者对象

         ActorController ac = new  ActorController();
              Actor actor;
              actor = ac.construct(ab); //通过指挥者创建完整的建造者对象

              String  type = actor.getType();
              System.out.println(type  + "的外观：");
              System.out.println("性别：" + actor.getSex());
              System.out.println("面容：" + actor.getFace());
              System.out.println("服装：" + actor.getCostume());
              System.out.println("发型：" + actor.getHairstyle());
       }
}

 

省略director的实现：
ActorBuilder抽象类的代码修改如下：

abstract class ActorBuilder
{
       protected static Actor actor = new  Actor();

       public  abstract void buildType();
       public  abstract void buildSex();
       public  abstract void buildFace();
       public  abstract void buildCostume();
       public  abstract void buildHairstyle();

       public static Actor  construct(ActorBuilder ab)
       {
              ab.buildType();
              ab.buildSex();
              ab.buildFace();
              ab.buildCostume();
              ab.buildHairstyle();
              return actor;
       }
}

对应的客户端代码也将发生修改，其代码片段如下所示：

   ……
              ActorBuilder  ab;
              ab  = (ActorBuilder)XMLUtil.getBean();

              Actor  actor;
              actor =  ActorBuilder.construct(ab);
                ……

 

 

//游戏角色创建控制器：指挥者