设计模式之建造者模式

2019-05-31

有些时候很难一次性组装具有复杂结构的实例，用于组装复杂结构实例的模式就是建造者模式。

类图：

这里Builder类声明了编写文档的方法，具体实现交由其子类。HTMLBuilder和TextBuilder继承了Builder，用于生成html网页和普通文本。Director持有一个Builder的实例，用于指挥构造文本。Main函数利用Director来生成文档。

代码：

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();
}

import java.io.*;

public class HTMLBuilder extends Builder {
    private String filename;                                                        // 文件名
    private PrintWriter writer;                                                     // 用于编写文件的PrintWriter
    public void makeTitle(String title) {                                           // HTML文件的标题
        filename = title + ".html";                                                 // 将标题作为文件名
        try {
            writer = new PrintWriter(new FileWriter(filename));                     // 生成 PrintWriter
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        writer.println("<html><head><title>" + title + "</title></head><body>");    // 输出标题
        writer.println("<h1>" + title + "</h1>");
    }
    public void makeString(String str) {                                            // HTML文件中的字符串
        writer.println("<p>" + str + "</p>");                                       // 用<p>标签输出
    }
    public void makeItems(String[] items) {                                         // HTML文件中的条目
        writer.println("<ul>");                                                     // 用<ul>和<li>输出
        for (int i = 0; i < items.length; i++) {
            writer.println("<li>" + items[i] + "</li>");
        }
        writer.println("</ul>");
    }
    public void close() {                                                           // 完成文档
        writer.println("</body></html>");                                           // 关闭标签
        writer.close();                                                             // 关闭文件
    }
    public String getResult() {                                                     // 编写完成的文档
        return filename;                                                            // 返回文件名
    }
}

public class Director {
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder) {              // 因为接收的参数是Builder类的子类
        this.builder = builder;                     // 所以可以将其保存在builder字段中
    }
    public void construct() {                       // 编写文档
        builder.makeTitle("Greeting");              // 标题
        builder.makeString("从早上至下午");         // 字符串
        builder.makeItems(new String[]{             // 条目
            "早上好。",
            "下午好。",
        });
        builder.makeString("晚上");                 // 其他字符串
        builder.makeItems(new String[]{             // 其他条目
            "晚上好。",
            "晚安。",
            "再见。",
        });
        builder.close();                            // 完成文档
    }
}

Director类中持有的是Buider实例，并不关心是TextBuilder或者是HTMLBuilder，因此可以任意替换具体的Builder，而可以任意替换正是设计模式的目标。

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        if (args.length != 1) {
            usage();
            System.exit(0);
        }
        if (args[0].equals("plain")) {
            TextBuilder textbuilder = new TextBuilder();
            Director director = new Director(textbuilder);
            director.construct();
            String result = textbuilder.getResult();
            System.out.println(result);
        } else if (args[0].equals("html")) {
            HTMLBuilder htmlbuilder = new HTMLBuilder();
            Director director = new Director(htmlbuilder);
            director.construct();
            String filename = htmlbuilder.getResult();
            System.out.println(filename + "文件编写完成。");
        } else {
            usage();
            System.exit(0);
        }
    }
    public static void usage() {
        System.out.println("Usage: java Main plain      编写纯文本文档");
        System.out.println("Usage: java Main html       编写HTML文档");
    }
}

Main函数对于具体的构造文本过程同样一无所知，只是调用了Director的construct()方法。Director修改时，Main函数可以保持不变。