建造者模式——java设计模式（五）

简介

建造者模式(Builder Pattern)：将一个复杂对象的构建和表示分离，使得同样的构造过程可以创建不同的表示。

• 对于某些复杂对象，用户无须知道具体的构造细节，只需要指定类型即可。这时可以将对象本身和组装过程分开，并且将内部构成和组装方式隐藏，提供用户调用。
• 建造者模式关注一步步创建复杂对象，返回一个完整的复杂产品。
  抽象工厂模式返回一系列相关产品。

结构和实现

• 角色包括：
  
  • 抽象建造者：创建对象的接口，包括创建对象各个部件、返回复杂对象。
  • 具体建造者：创建对象的实现类（返回对象可由抽象建造者实现）。
  • 产品：被创建的对象，包含多个组成部分。
  • 指挥者：调用创建者，安排构造对象的次序，完成对象的创建，并与客户端交互。
• 结构。
  
• 客户端调用。

……
Builder  builder = new ConcreteBuilder(); //可通过配置文件实现
Director director = new  Director(builder);
Product product = director.construct();
……

实例

• 创建游戏角色这一复杂对象，包含类型、性别、脸型、服饰、发型等组成部分。不同类型的角色组成部分的特性有所区别，但是创建步骤大同小异。
• 游戏角色创建结构图。
  
• 客户端调用。

public 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
       }
}

省略指挥者

• 将指挥者和抽象建造者合并，在抽象建造者中提供construct方法，逐步构建产品。
• 省略指挥者的游戏角色创建结构图。
  
• 客户端调用。

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

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

引入钩子方法

• 使用钩子方法控制某个部件的创建步骤是否进行。可在抽象建造者中提供默认的钩子方法，在具体建造者中可覆盖该方法，以单独控制创建流程。
• 这样复杂产品的构建顺序可控，构建的组成可控。
• 引入钩子方法的游戏角色创建图。
  

优缺点和适用范围

• 优点：
  
  • 对象的创建和使用分离。相同的创建过程可以创建不同对象。
  • 符合开闭原则。指挥者类针对抽象建造者编程，可以方便的更换具体建造者，创建不同的对象，增加建造者也不修改源码。
  • 精细控制创建过程。可以分解创建对象的步骤，并且控制整个流程。
• 缺点：
  
  • 适用组成相似的产品。组成差异很大的产品不适用。
  • 创建者类较多。特别是产品的内部变化复杂时，会极大提高系统复杂度，增加运行成本。
• 适用范围：
  
  • 产品对象内部复杂，包含多个成员变量。
  • 产品对象组成相互依赖，需要一定的顺序。
  • 对象的创建过程独立于该对象的类。可以将创建过程封装在指挥者类中。
  • 需要隔离对象的创建和使用，相同的创建过程创建不同的产品。

jdk中的应用

• javax.xml.parsers.DocumentBuilder中的parse方法解析输入，创建Document对象。
  
  • 指挥者为DocumentBuilderImpl，抽象创建者为AbstractDOMParser，创建者为DOMParser，产品为Document。
    

    public Document parse(InputSource is) throws SAXException, IOException {
        if (is == null) {
            throw new IllegalArgumentException(
                DOMMessageFormatter.formatMessage(DOMMessageFormatter.DOM_DOMAIN,
                "jaxp-null-input-source", null));
        }
        if (fSchemaValidator != null) {
            if (fSchemaValidationManager != null) {
                fSchemaValidationManager.reset();
                fUnparsedEntityHandler.reset();
            }
            resetSchemaValidator();
        }
        domParser.parse(is);
        Document doc = domParser.getDocument();
        domParser.dropDocumentReferences();
        return doc;
    }