生成器模式（又名建造者模式、Builder Pattern）

姓名：谭鹏飞

学号：07770106 

 

模式名称：生成器模式

 

1．问题描述

 

生活场景：你玩过种地、种花等类似的游戏吗？这是最近很流行的游戏哟！下面就是从种花游戏中剪切的四个花盆（盆景），很漂亮吧！你将不同的种子放入花盆，一段时间后你就可以看到各种美丽的鲜花了，不同种子所生产出来的鲜花有不同的花朵、叶子和枝茎。编码该如何实现呢？

                          

设计目标：将种子放入花盆，一段时间后就可以收获美丽的鲜花！ 

2.不假思索的思路：将盆景看做一个类，有几个盆景我new几个对象，直接完成这一奇妙过程。

 

设计类图：

                      

 

代码

   
   

    
    
    
    /**
    
    
 * 荷花盆景
 
    
    */
    
    

    
    public
    
     
    
    class
    
     WaterlilyFlowerpot {
 
    
    public
    
     String name;
 
    
    //
    
    茎
    
    

    
     
    
    public
    
     String stem;
 
    
    //
    
    叶
    
    

    
     
    
    public
    
     String leaf;
 
    
    //
    
    花
    
    

    
     
    
    public
    
     String flower;

 
    
    public
    
     
    
    void
    
     grow(){

 
    
    //
    
    说明种类
    
    

    
     name 
    
    =
    
     
    
    "
    
    荷花
    
    "
    
    ;
 
 
    
    //
    
    生产茎
    
    

    
     stem 
    
    =
    
     
    
    "
    
    40厘米
    
    "
    
    ;
 
 
    
    //
    
    生产叶子
    
    

    
     leaf 
    
    =
    
     
    
    "
    
    圆形
    
    "
    
    ;

 
    
    //
    
    生产花
    
    

    
     flower 
    
    =
    
     
    
    "
    
    白里透红
    
    "
    
    ;
 
 }
 
    
    public
    
     
    
    void
    
     create(){
 System.out.println(name 
    
    +
    
     
    
    "
    
     : 茎
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    stem
    
    +
    
    "
    
     , 叶
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    leaf
    
    +
    
    "
    
     , 花
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    flower);
 }
}


    
    /**
    
    
 * 玫瑰盆景
 
    
    */
    
    

    
    public
    
     
    
    class
    
     RoseFlowerpot {
 
    
    public
    
     String name;
 
    
    //
    
    茎
    
    

    
     
    
    public
    
     String stem;
 
    
    //
    
    叶
    
    

    
     
    
    public
    
     String leaf;
 
    
    //
    
    花
    
    

    
     
    
    public
    
     String flower;

 
    
    public
    
     
    
    void
    
     grow(){

 
    
    //
    
    说明种类
    
    

    
     name 
    
    =
    
     
    
    "
    
    玫瑰
    
    "
    
    ;
 
 
    
    //
    
    生产茎
    
    

    
     stem 
    
    =
    
     
    
    "
    
    20厘米
    
    "
    
    ;
 
 
    
    //
    
    生产叶子
    
    

    
     leaf 
    
    =
    
     
    
    "
    
    椭圆形
    
    "
    
    ;

 
    
    //
    
    生产花
    
    

    
     flower 
    
    =
    
     
    
    "
    
    大红大白
    
    "
    
    ;
 
 }
 
    
    public
    
     
    
    void
    
     create(){
 System.out.println(name 
    
    +
    
     
    
    "
    
     : 茎
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    stem
    
    +
    
    "
    
     , 叶
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    leaf
    
    +
    
    "
    
     , 花
    
    "
    
    +
    
    "
    
     - 
    
    "
    
    +
    
    flower);
 }
}

    
    /**
    
    
 * 场景类
 
    
    */
    
    

    
    public
    
     
    
    class
    
     Client {
 
    
    public
    
     
    
    static
    
     
    
    void
    
     main(String[] args){
 
    
    //
    
    开始种玫瑰花
    
    

    
     RoseFlowerpot rfp 
    
    =
    
     
    
    new
    
     RoseFlowerpot();
 rfp.grow();
 
    
    //
    
    盛开
    
    

    
     rfp.create();
 
    
    //
    
    玫瑰 : 茎 - 20厘米 , 叶 - 椭圆形 , 花 - 大红大白 半径5厘米
 
 
    
    //
    
    开始种荷花
    
    

    
     WaterlilyFlowerpot wf 
    
    =
    
     
    
    new
    
     WaterlilyFlowerpot();
 wf.grow();
 
    
    //
    
    盛开
    
    

    
     wf.create();
 
    
    //
    
    荷花 : 茎 - 40厘米 , 叶 - 圆形 , 花 - 白里透红 半径10厘米
    
    

    
     }
}

   
   

 

缺点：

      耦合性强，并且有大量代码是重复的。如果想对叶子做一些修改，茎和花的代码也要跟着重写。在这个例子中你可能觉得写一写茎和花的也不费什么事，可真要是想写出像图片中那么漂亮的鲜花的话，每一部分的代码都是很多的，并且这些代码都放在在盆景类中，会让盆景这个类显得很臃肿。那么怎么改？

        

3.归纳阶段：

      耦合性强就要解耦，代码臃肿就要简化和分离。我们需要将盆景这个复杂的类分解成相对简单的类，比如将花盆和鲜花分离，使得同样的花盆可以生长出不同的鲜花，然后再将鲜花分成几个简单的类，使得某一部分的修改不影响其他部分；这也就是生成器模式。 其定义：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。)

结构类图：

                                      

代码

   
   
    
    
/**
 * 花朵的茎

 */
public class Stem {    
    private String name = "茎";
    private String length;
    
    public Stem(){
        this.length = "5厘米";
    }
    public Stem(String length){
        this.length = length;
    }
    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getLength() {
        return length;
    }
}
/**
 * 叶子
 */
public class Leaf {
    private String name = "叶";
    private String shape;
    
    public Leaf(String shape){
        this.shape = shape;
    }
    public Leaf(){
        this.shape = "圆形";
    }
    public String getName() {
        return name;
    }
    public String getShape() {
        return shape;
    }

}
/**
 * 花
 */
public class Flower {
    private String name = "花";
    private String color;
    private String radius;
    public Flower(){
        this.color = "大红大白";
        this.radius = "5厘米";
    }
    public Flower(String color,String radius){
        this.color = color;
        this.radius = radius;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String getRadius() {
        return radius;
    }
    public String getColor() {
        return color;
    }

}



/**
 * 以下属性应该为私有，设为公有纯粹是为了方便说明问题并减少代码量
 * @author 谭鹏飞
 *
 */
public abstract class Seed {
    public String name;
    //茎
    public Stem stem;
    //叶
    public Leaf leaf;
    //花
    public Flower flower;

    public abstract void grow();
}


/**
 * 玫瑰类
 */
public class Rose extends Seed{
    public Rose(Stem stem,Leaf leaf,Flower flower){
        //说明种类
        name = "玫瑰";

        //生产茎
        this.stem = stem;

        //生产叶子
        this.leaf = leaf;

        //生产花
        this.flower = flower;
    }
    public Rose(Stem stem){
        this(stem,new Leaf(),new Flower());
        //说明种类
        name = "玫瑰";
    }
    public Rose(){
        this(new Stem(),new Leaf(),new Flower());
        //说明种类
        name = "玫瑰";
    }
    public void grow(){

        System.out.println(name + " : "+stem.getName()+" - "+stem.getLength()+" , "+leaf.getName()+" - "+leaf.getShape()+" , "+flower.getName()+" - "+flower.getColor()+" 半径"+flower.getRadius());
    }
}

/**
 * 场景类
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        Seed rose = new Rose();
        Soil soil = new Soil(rose);
        soil.create();
        //玫瑰 : 茎 - 5厘米 , 叶 - 圆形 , 花 - 大红大白 半径5厘米
     }

}

 

 

设计体会：

　　世界上没有两片完全相同的树叶，将构建具体树叶的细节与构建树的表示分离，从而避免了为修改一片树叶而重写了一棵树的麻烦！

 

4.验证阶段

　　让上例中的玫瑰的茎再长高5厘米，而不改动叶子和花部分的代码。除场景类外，其他类均不变化，重复代码不再赘述。

 

代码

   
   

    
    
    
    /**
    
    
 * 场景类
 
    
    */
    
    

    
    public
    
     
    
    class
    
     Client {

 
    
    public
    
     
    
    static
    
     
    
    void
    
     main(String[] args) {
 
 
    
    //
    
    如果你想将花朵长高一点，其它部分不变，没问题，而且改动也不多
    
    

    
     Stem stem 
    
    =
    
     
    
    new
    
     Stem(
    
    "
    
    10厘米
    
    "
    
    );
 Seed tallrose 
    
    =
    
     
    
    new
    
     Rose(stem);
 soil 
    
    =
    
     
    
    new
    
     Soil(tallrose);
 soil.create();
 
    
    //
    
    玫瑰 : 茎 - 10厘米 , 叶 - 圆形 , 花 - 大红大白 半径5厘米
    
    

    
     }

}

   
   

 

5.抽象描述

思路描述：

　　该模式的核心就是分离细节、推迟细节的现实。上面用类来实现细节的分离只是一个小例子 ，你也可以用抽象方法，将细节推迟到子类实现等。不管你用什么方法分离出了细节，再组合回来的时候，你又可以增加许多的操作，比如各个部分的比例、顺序等。生成器模式本身需要和其他模式结合使用，最经常结合的就是模板模式（用于生成具体的子类），其他要根据实际情况而定。

类结构图：