//本文作者:凸凹里歐
//本文收录菜单栏:《设计模式是什么鬼》专栏中
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***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。
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。
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。
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 } 910 public void setWall(String wall) {// 墙体11 this.buildingComponents.add(wall);12 }1314 public void setRoof(String roof) {// 房顶15 this.buildingComponents.add(roof);16 }1718 @Override19 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 }2627}
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();1011}
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 @Override10 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 }1415 @Override16 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 }2021 @Override22 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 }2627 @Override28 public Building getBuilding() {29 return house;30 }3132}
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 @Override10 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 }1415 @Override16 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 }2223 @Override24 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 }2829 @Override30 public Building getBuilding() {31 return apartment;32 }3334}
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Σ��,Σ��工程总监去控制整个建造工序流程。
1public class Director {//工程总监 2 3 private Builder builder; 4 5 public Director(Builder builder) { 6 this.builder = builder; 7 } 8 9 public void setBuilder(Builder builder) {10 this.builder = builder;11 }1213 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 }2425}
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 { 2 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 }1314}
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。
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。