构建者模式和抽象工厂模式的结合使用

xiaoxiao2021-02-28  55

目标实现:

要求通过构建者模式和抽象工厂模式实现“造人计划”,方便起见,我们根据颜色将人种分类——Yellowman, Whiteman,Blackman,Redman,Greenman and so on。

设计思路:

一、 生成一个完整的人主要经历两个主要环节,1、人体部件的生产。 2、人体部件的组装。先说说人体部件的生产,不管哪类人种,身体部件的数量都是一样的,他们的差异主要是在身体部件的形态上的差异,这里假设只存在颜色上的差异,这里假设将人只划分为Head,Body,Foot三部件,不同人种的部件上存在颜色上的差异。uml图如下。

Human类:

public class Human { private Head head; private Body body; private Foot foot; public Head getHead() { return head; } public void setHead(Head head) { this.head = head; } public Body getBody() { return body; } public void setBody(Body body) { this.body = body; } public Foot getFoot() { return foot; } public void setFoot(Foot foot) { this.foot = foot; } }

Foot抽象类:

public abstract class Foot { public abstract void function(); }

Head抽象类:

public abstract class Head { public abstract void function(); }

Body抽象类:

public abstract class Body { public abstract void function(); }

继承的具体类:这里就不写,随便重写一下父类function()方法,输出不同的颜色值就可以了。

接着,我们改用抽象工厂模式来生成人体部件。为什么要用抽象工厂而不是普通工厂?我们都知道,抽象工厂模式相对于工厂模式多了一个叫做产品族的东西,在这里,人头,人躯,人脚都是产品,而它们的组合就叫是产品族了。如下就是抽象工厂的uml图。

1.FactoryProducer:  用于创建并获得工厂,也就是工厂的工厂。

public class FactoryProducer { public AbstractHumanComponentFactory getFactory(String type) { if ("head".equals(type)) { return new HeadFactory(); } if ("body".equals(type)) { return new BodyFactory(); } if ("foot".equals(type)) { return new FootFactory(); } return null; } }

2.AbstractHumanComponentFactory: 作为生产人体部件的抽象工厂,其子类是用于创建某一具体身体部件的工厂。

public abstract class AbstractHumanComponentFactory { abstract public Head getHead(String type); abstract public Body getBody(String type); abstract public Foot getFoot(String type); } 3.具体的人体部件工厂类,以生产人头的工厂 HeadFactory为例: public class HeadFactory extends AbstractHumanComponentFactory { @Override public Head getHead(String type) { // TODO Auto-generated method stub if ("black".equals(type)) { return new BlackmanHead(); } if ("white".equals(type)) { return new WhitemanHead(); } if(...){ ....//生产其他颜色的人头。 } return null; } @Override public Body getBody(String type) { // TODO Auto-generated method stub return null; } @Override public Foot getFoot(String type) { // TODO Auto-generated method stub return null; } } 二、人体部件的工厂已经可以正常生产了,接下去要考虑人体的组装了。在这里创建者模式就能很好得发挥它的用场了,以下是菜鸟教程中对于该模式的介绍:

介绍

意图:将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

主要解决:主要解决在软件系统中,有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成;由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化,但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。

何时使用:一些基本部件不会变,而其组合经常变化的时候。

如何解决:将变与不变分离开。

关键代码:建造者:创建和提供实例,导演:管理建造出来的实例的依赖关系。

应用实例: 1、去肯德基,汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的,而其组合是经常变化的,生成出所谓的"套餐"。 2、JAVA 中的 StringBuilder。

优点: 1、建造者独立,易扩展。 2、便于控制细节风险。

缺点: 1、产品必须有共同点,范围有限制。 2、如内部变化复杂,会有很多的建造类。

使用场景: 1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。

注意事项:与工厂模式的区别是:建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

乍一看,云里雾里,似懂非懂,但是有一句深入人心,那就是“将变与不变分离开”。在“造人计划”中,人体结构始终都是不变的,一个人体结构始终由一个头,一个躯体,一双脚组成。但是变化的部分就是头,躯体,脚的差异性,正是这些差异构成了不同的人。这里已经我们把不变的部分给提取出来了,也就是上面的Human类。变化的部分也给提取出来了,它们是身体组件类的各个子类。但是我们如何把变化的部分与不变的部分衔接起来,组成我们想要的人,这里我们就需要构建者模式中另外两个角色来参与了——Builder和Director。Builder负责提供组装部件和返回成品的方法,但它自身不负责组装的执行,组装的执行交给Director来做。

Builder:

public abstract class HumanBuilder { public abstract void buildHead(); public abstract void buildBody(); public abstract void buildFoot(); public abstract Human getHuman(); }

ConcreteBuilder:

public class WhitemanBuilder extends HumanBuilder{ private Human whiteman = new Human(); private FactoryProducer factoryProducer = new FactoryProducer(); @Override public void buildHead() { // TODO Auto-generated method stub //这里通过上面实行的抽象工厂来获得部件 AbstractHumanComponentFactory headFactory = factoryProducer.getFactory("head"); whiteman.setHead(headFactory.getHead("white")); } @Override public void buildBody() { // TODO Auto-generated method stub //这里通过上面实现的抽象工厂来获得部件 AbstractHumanComponentFactory bodyFactory = factoryProducer.getFactory("body"); whiteman.setBody(bodyFactory.getBody("white")); } @Override public void buildFoot() { // TODO Auto-generated method stub //这里通过上面实现的抽象工厂方法来获得部件 AbstractHumanComponentFactory footFactory = factoryProducer.getFactory("foot"); whiteman.setFoot(footFactory.getFoot("white")); } @Override public Human getHuman() { // TODO Auto-generated method stub return this.whiteman; } }public class BlackmanBuilder extends HumanBuilder { private Human blackman = new Human(); private FactoryProducer factoryProducer = new FactoryProducer(); public void buildHead() { // TODO Auto-generated method stub AbstractHumanComponentFactory headFactory = factoryProducer.getFactory("head"); blackman.setHead(headFactory.getHead("black")); } public void buildBody() { // TODO Auto-generated method stub AbstractHumanComponentFactory bodyFactory = factoryProducer.getFactory("body"); blackman.setBody(bodyFactory.getBody("black")); } public void buildFoot() { // TODO Auto-generated method stub AbstractHumanComponentFactory footFactory = factoryProducer.getFactory("foot"); blackman.setFoot(footFactory.getFoot("black")); } public Human getHuman() { // TODO Auto-generated method stub return this.blackman; } }

Director:

public class HumanDirector { private HumanBuilder humanBuilder; public void setHumanBuilder(HumanBuilder humanBuilder) { this.humanBuilder = humanBuilder; } public HumanDirector() { super(); } public HumanDirector(HumanBuilder humanBuilder) { super(); this.humanBuilder = humanBuilder; } // 只负责构建不负责返回 public void construct() { humanBuilder.buildHead(); humanBuilder.buildBody(); humanBuilder.buildFoot(); } }

客户端调用:

public static void main(String[] args) { BlackmanBuilder blackmanBuilder = new BlackmanBuilder(); HumanDirector blackmanDirector = new HumanDirector(blackmanBuilder); blackmanDirector.construct(); Human blackman = blackmanBuilder.getHuman(); System.out.println("black man performs------------"); blackman.getHead().function(); blackman.getBody().function(); blackman.getFoot().function(); WhitemanBuilder whitemanBuilder = new WhitemanBuilder(); HumanDirector whitemanDirector = new HumanDirector(whitemanBuilder); whitemanDirector.construct(); Human whiteman = whitemanBuilder.getHuman(); System.out.println("white man performs------------"); whiteman.getHead().function(); whiteman.getBody().function(); whiteman.getFoot().function(); } 构建者模式的uml图: 构建者模式和抽象工厂模式整合后的uml图(画得有点乱):

总结:

傻傻地加一条工厂方法模式和构建者模式之间的差别吧:     我门可以观察到,工厂模式返回的多个对象中,对象与对象之间存在着类的差异,通常不同的对象都是不同子类的实例化。而构建者模式返回的多个对象,这些对象通常都是同一个类的实例化,只是这些对象内部的组合存在着差异。
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