Java 设计模式-建造者模式

需求分析:
在一个游戏系统中, 现在需要使用代码画两个小人, 一个胖小人和一个瘦小人, 并且画小人的代码要能够复用, 因为在系统的许多地方都可能需要调用该代码来生成小人.

public class ThinPersonBuilder {
    private Graphics graphics;
    
    public ThinPersonBuilder(Graphics graphics) {
        this.graphics = graphics;
    }
    
    public Person build() {
        this.graphics.drawEllipse(50, 20, 30, 30);
        this.graphics.drawRectangle(60, 50, 10, 50);
        this.graphics.drawLine(60, 50, 40, 100);
        this.graphics.drawLine(70, 50, 90, 100);
        this.graphics.drawLine(60, 100, 45, 150);
        this.graphics.drawLine(70, 100, 85, 150);
    }
}

这里存在的一些问题. 一个人的构建过程是稳定的, 包括构建头, 身体, 左手, 右手, 左脚, 右脚. 而在上面的build()方法中, 这一系列的构建过程并没有被约束起来. 在实际的编码过程中, 很有可能因为少写或多写一行代码, 导致小人构建的不完整. 我们采用建造者模式来改进.

public abstract class PersonBuilder {
    protected Graphics graphics;

    public PersonBuilder(Graphics graphics) {
        this.graphics = graphics;
    }
    // 这里使用不同的方法名来区分不同的建造步骤
    protected abstract void buildHead();
    protected abstract void buildBody();
    protected abstract void buildLeftArm();
    protected abstract void buildRightArm();
    protected abstract void buildLeftLeg();
    protected abstract void buildRightLeg();
}

/**
 * 瘦小人的建造者
 */
public class ThinPersonBuilder extends PersonBuilder {
    public ThinPersonBuilder(Graphics graphics) {
        super(graphics);
    }

    @Override
    public void buildHead() {
        this.graphics.drawEllipse(50, 20, 30, 30);
    }

    @Override
    public void buildBody() {
        this.graphics.drawRectangle(60, 50, 10, 50);
    }

    @Override
    public void buildLeftArm() {
        this.graphics.drawLine(60, 50, 40, 100);
    }

    @Override
    public void buildRightArm() {
        this.graphics.drawLine(70, 50, 90, 100);
    }

    @Override
    public void buildLeftLeg() {
        this.graphics.drawLine(60, 100, 45, 150);
    }

    @Override
    public void buildRightLeg() {
        this.graphics.drawLine(70, 100, 85, 150);
    }
}
/**
 * 建造小人的指挥者
 */
public class PersonDirector {
    private PersonBuilder personBuilder;

    public PersonDirector(PersonBuilder personBuilder) {
        this.personBuilder = personBuilder;
    }
    // 这里约束的小人的建造过程, 所以不会出现小人不完整的情况
    public void createPerson() {
        this.personBuilder.buildHead();
        this.personBuilder.buildBody();
        this.personBuilder.buildLeftArm();
        this.personBuilder.buildRightArm();
        this.personBuilder.buildLeftLeg();
        this.personBuilder.buildRightLeg();
    }
}

建造者模式定义: Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations(将一个复杂对象的构建与它的表示分离, 使得同样的构建过程可以创建不同的表示)

建造者模式的应用:
java.lang.StringBuilder#append() 方法
java.lang.StringBuffer#append()方法

建造者模式的扩展:
建造者模式是通过组装零件的方式进行对象的构建, 组装不同对象的能效也不同, 建造者模式强调的是建造的过程, 这时它与工厂方法的不同.

参考:
[1] : Java 库中的设计模式
[2] : 设计模式之禅
[3] : Head First 设计模式
[4] : 大话设计模式