建造者（Builder）设计模式

1. 概述

建造者（Builder）设计模式用于组装具有复杂结构的实例。在构建一个复杂实例的时候，我们很难一气呵成，我们首先把实例的各个部分建造出来，然后分阶段把它们组装起来。

2. 示例程序

一个使用Builder设计模式来编写“文档的程序”的例子，文档的结构有：一个标题、几个字符串、条目项目。

示例程序中有如下四个类：Builder类、Director类、TextBuilder类、HTMLBuilder类。

Builder类，建造者，定义了编写文档的方法。Builder类是抽象类，仅仅是定义了方法，具体处理交给子类。

Director类使用该方法编写一个具体的文档，监工，负责使用建造者的类来生成实例。

Builder类的两个子类TextBuilder类和HTMLBuilder类，两个具体的建造者，TextBuilder编写纯文本文档，HTMLBuilder类编写HTML文档。

Builder.java 定义了编写文档的方法，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，监工，负责使用建造者的类来生成实例：

package builder;

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

    // 编写文档
    public void construct() {
        builder.makeTitle("Hello Builder");
        builder.makeString("从早上到下午");
        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",
                "再见"
        });
        builder.close();
    }
}

TextBuilder.java，具体建造者类，getResult()返回建造的结果。

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，具体建造者类，getResult()返回建造的结果。

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;
    }
}

使用者类，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();
    }
}

运行截图如下所示：

参考文献：

图解设计模式 - 结成浩著、杨文轩译 - 人民邮电出版社