複雜物件的組裝與建立——建造者模式（三）
8.4 關於Director的進一步討論
指揮者類Director在建造者模式中扮演非常重要的作用，簡單的Director類用於指導具體建造者如何構建產品，它按一定次序呼叫Builder的buildPartX()方法，控制呼叫的先後次序，並向客戶端返回一個完整的產品物件。下面我們討論幾種Director的高階應用方式：
1.省略Director
在有些情況下，為了簡化系統結構，可以將Director和抽象建造者Builder進行合併，在Builder中提供逐步構建複雜產品物件的construct()方法。由於Builder類通常為抽象類，因此可以將construct()
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abstract class ActorBuilder { protected static Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); public static Actor construct(ActorBuilder ab) { ab.buildType(); ab.buildSex(); ab.buildFace(); ab.buildCostume(); ab.buildHairstyle(); return actor; } } |
對應的客戶端程式碼也將發生修改，其程式碼片段如下所示：
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…… ActorBuilder ab; ab = (ActorBuilder)XMLUtil.getBean(); Actor actor; actor = ActorBuilder.construct(ab); …… |
除此之外，還有一種更簡單的處理方法，可以將construct()方法的引數去掉，直接在construct()方法中呼叫buildPartX()方法，程式碼如下所示：
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abstract class ActorBuilder { protected Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); public Actor construct() { this.buildType(); this.buildSex(); this.buildFace(); this.buildCostume(); this.buildHairstyle(); return actor; } } |
客戶端程式碼程式碼片段如下所示：
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…… ActorBuilder ab; ab = (ActorBuilder)XMLUtil.getBean(); Actor actor; actor = ab.construct(); …… |
此時，construct()方法定義了其他buildPartX()方法呼叫的次序，為其他方法的執行提供了一個流程模板，這與我們在後面要學習的模板方法模式非常類似。
以上兩種對Director類的省略方式都不影響系統的靈活性和可擴充套件性，同時還簡化了系統結構，但加重了抽象建造者類的職責，如果construct()方法較為複雜，待構建產品的組成部分較多，建議還是將construct()方法單獨封裝在Director中，這樣做更符合“單一職責原則”。
2.鉤子方法的引入
建造者模式除了逐步構建一個複雜產品物件外，還可以通過Director類來更加精細地控制產品的建立過程，例如增加一類稱之為鉤子方法(HookMethod)的特殊方法來控制是否對某個buildPartX()的呼叫。
鉤子方法的返回型別通常為boolean型別，方法名一般為isXXX()，鉤子方法定義在抽象建造者類中。例如我們可以在遊戲角色的抽象建造者類ActorBuilder中定義一個方法isBareheaded()，用於判斷某個角色是否為“光頭(Bareheaded)”，在ActorBuilder為之提供一個預設實現，其返回值為false，程式碼如下所示：
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abstract class ActorBuilder { protected Actor actor = new Actor(); public abstract void buildType(); public abstract void buildSex(); public abstract void buildFace(); public abstract void buildCostume(); public abstract void buildHairstyle(); //鉤子方法 public boolean isBareheaded() { return false; } public Actor createActor() { return actor; } } |
如果某個角色無須構建頭髮部件，例如“惡魔(Devil)”，則對應的具體建造器DevilBuilder將覆蓋isBareheaded()方法，並將返回值改為true，程式碼如下所示：
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class DevilBuilder extends ActorBuilder { public void buildType() { actor.setType("惡魔"); } public void buildSex() { actor.setSex("妖"); } public void buildFace() { actor.setFace("醜陋"); } public void buildCostume() { actor.setCostume("黑衣"); } public void buildHairstyle() { actor.setHairstyle("光頭"); } //覆蓋鉤子方法 public boolean isBareheaded() { return true; } } |
此時，指揮者類ActorController的程式碼修改如下：
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class ActorController { public Actor construct(ActorBuilder ab) { Actor actor; ab.buildType(); ab.buildSex(); ab.buildFace(); ab.buildCostume(); //通過鉤子方法來控制產品的構建 if(!ab.isBareheaded()) { ab. buildHairstyle(); } actor=ab.createActor(); return actor; } } |
當在客戶端程式碼中指定具體建造者型別並通過指揮者來實現產品的逐步構建時，將呼叫鉤子方法isBareheaded()來判斷遊戲角色是否有頭髮，如果isBareheaded()方法返回true，即沒有頭髮，則跳過構建髮型的方法buildHairstyle()；否則將執行buildHairstyle()方法。通過引入鉤子方法，我們可以在Director中對複雜產品的構建進行精細的控制，不僅指定buildPartX()方法的執行順序，還可以控制是否需要執行某個buildPartX()方法。
8.5 建造者模式總結
建造者模式的核心在於如何一步步構建一個包含多個組成部件的完整物件，使用相同的構建過程構建不同的產品，在軟體開發中，如果我們需要建立複雜物件並希望系統具備很好的靈活性和可擴充套件性可以考慮使用建造者模式。
1.主要優點
建造者模式的主要優點如下：
(1) 在建造者模式中，客戶端不必知道產品內部組成的細節，將產品本身與產品的建立過程解耦，使得相同的建立過程可以建立不同的產品物件。
(2) 每一個具體建造者都相對獨立，而與其他的具體建造者無關，因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者，使用者使用不同的具體建造者即可得到不同的產品物件。由於指揮者類針對抽象建造者程式設計，增加新的具體建造者無須修改原有類庫的程式碼，系統擴充套件方便，符合“開閉原則”
(3) 可以更加精細地控制產品的建立過程。將複雜產品的建立步驟分解在不同的方法中，使得建立過程更加清晰，也更方便使用程式來控制建立過程。
2.主要缺點
建造者模式的主要缺點如下：
(1) 建造者模式所建立的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異性很大，例如很多組成部分都不相同，不適合使用建造者模式，因此其使用範圍受到一定的限制。
(2) 如果產品的內部變化複雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大，增加系統的理解難度和執行成本。
3.適用場景
在以下情況下可以考慮使用建造者模式：
(1) 需要生成的產品物件有複雜的內部結構，這些產品物件通常包含多個成員屬性。
(2) 需要生成的產品物件的屬性相互依賴，需要指定其生成順序。
(3) 物件的建立過程獨立於建立該物件的類。在建造者模式中通過引入了指揮者類，將建立過程封裝在指揮者類中，而不在建造者類和客戶類中。
(4) 隔離複雜物件的建立和使用，並使得相同的建立過程可以建立不同的產品。
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