• (十)建造者模式


    又是一个周三,快要下班了,老大突然又拉住我,喜滋滋的告诉我“牛叉公司很满意我们做的模型,
    又签订了一个合同,把奔驰、宝马的车辆模型都交给我我们公司制作了,不过这次又额外增加了一个新需
    求:汽车的启动、停止、喇叭声音、引擎声音都有客户自己控制,他想什么顺序就什么顺序,这个没问题
    吧?”。 
    看着老大殷切的目光,我还能说啥,肯定的点头, “没问题! ” ,加班加点做呗, “再苦再累就当自己二
    百五 再难再险就当自己二皮脸 与君共勉! ” 这句话说出了我的心声。 那任务是接下来, 我们怎么做实现呢? 
    首先我们想了,奔驰、宝马都是一个产品,他们有共有的属性,牛叉公司关心的是单个模型,奔驰模
    型 A 是先有引擎声音,然后再启动;奔驰模型 B 呢是先启动起来,然后再有引擎声音,这才是牛叉公司要
    关关心的,那到我们老大这边呢,就是满足人家的要求,要什么顺序就立马能产生什么顺序的模型出来,
    我呢就负责把老大的要求实现掉,而且还要是批量的,看不懂?没关系,继续看下去,首先由我生产出 N
    多个奔驰和宝马车辆模型,这些车辆模型的都有 run 方法,但是具体到每一个模型的 run 方法可能中间的
    执行任务的顺序是不同的,老大说要啥顺序,我就给啥顺序,最终客户买走后只能是既定的模型,还是没
    听明白,我们继续,我们先把我们最基本的对象 Product在类图中表明出来: 
     
    我们定义了一个 CarModel 的抽象类,其中 run 和setSequence是由抽象类实现的,其他都是子类自己
    实现,那这个是否可以解决这个问题呢?应该可以,我们把代码实现出来,先看 CarModel.java程序: 


    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
     * I'm glad to share my knowledge with you all. 
     * 定义一个车辆模型的抽象类,所有的车辆模型都继承这里类 
     */ 
    public abstract class CarModel { 
      
      //这个参数是各个基本方法执行的顺序 
      private ArrayList<String> sequence = new ArrayList<String>(); 
      
      /* 
       * 模型是启动开始跑了 
       */ 
      protected abstract void start(); 
      
      //能发动,那还要能停下来,那才是真本事 
      protected abstract void stop(); 
      
      //喇叭会出声音,是滴滴叫,还是哔哔叫 
      protected abstract void alarm(); 
      
      //引擎会轰隆隆的响,不响那是假的 
      protected abstract void engineBoom(); 
      
      //那模型应该会跑吧,别管是人推的,还是电力驱动,总之要会跑 
      final public void run() { 
       
       //循环一遍,谁在前,就先执行谁 
       for(int i=0;i<this.sequence.size();i++){ 
       String  actionName  = this.sequence.get(i); 
        
        if(actionName.equalsIgnoreCase("start")){  //如果是start关键字, 
         this.start();  //开启汽车 
       }else if(actionName.equalsIgnoreCase("stop")){ //如果是stop关键字 
         this.stop(); //停止汽车    
       }else if(actionName.equalsIgnoreCase("alarm")){ //如果是alarm关键字 
         this.alarm(); //喇叭开始叫了 
       }else if(actionName.equalsIgnoreCase("engine boom")){  //如果是engine 
    boom关键字 
         this.engineBoom();  //引擎开始轰鸣 
       }  
          
      } 
       
     } 
      
      //把传递过来的值传递到类内 
      final public void setSequence(ArrayList<String> sequence){ 
       this.sequence = sequence; 
     } 

     
    其中 setSequence 方法是允许客户自己设置一个顺序,是要先跑起来在有引擎声音还是先有引擎声音再
    跑起来,还是说那个喇叭就不要响,对于一个具体的模型永远都固定的,那这个事由牛叉告诉我们,有 1W 件事
    这样的,1W件事那样的顺序,目前的设计都能满足这个要求。 
    run 方法使用了一个数组的遍历,确定那个是先执行,程序比较简单,不多说了,我们继续看两个实现类,
    先看 BenzModel.java 程序: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 奔驰车模型 
     */ 
    public class BenzModel extends CarModel { 
     
     
      @Override 
      protected void alarm() { 
      System.out.println("奔驰车的喇叭声音是这个样子的..."); 
     } 
     
     
      @Override 
      protected void engineBoom() { 
      System.out.println("奔驰车的引擎是这个声音的..."); 
     } 
     
     
      @Override 
        protected void start() { 
      System.out.println("奔驰车跑起来是这个样子的..."); 
     } 
     
     
      @Override 
      protected void stop() { 
      System.out.println("奔驰车应该这样停车..."); 
     } 
     

     
    没啥特别的,不多说,再看 BMWModel.java 程序: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 宝马车模型 
     */ 
    public class BMWModel extends CarModel { 
     
     
      @Override 
      protected void alarm() { 
      System.out.println("宝马车的喇叭声音是这个样子的..."); 
     } 
     
     
      @Override 
      protected void engineBoom() { 
      System.out.println("宝马车的引擎是这个声音的..."); 
     } 
     
     
      @Override 
      protected void start() { 
      System.out.println("宝马车跑起来是这个样子的..."); 
     } 
     
     
      @Override
        protected void stop() { 
      System.out.println("宝马车应该这样停车..."); 
     } 
     

     
    两个实现类都完成,我们再来看牛叉公司要的要求,我先要 1个奔驰的模型,这个模型的要求是跑的时候,
    先发动引擎,然后再挂档启动,然后停下来,不需要喇叭,那怎么实现呢: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 最终客户开始使用这个模型 
     */ 
    public class Client { 
     
      public static void main(String[] args) { 
       /* 
        * 客户告诉牛叉公司,我要这样一个模型,然后牛叉公司就告诉我老大 
        * 说要这样一个模型,这样一个顺序,然后我就来制造 
        */ 
        BenzModel benz = new BenzModel(); 
        ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
       
      sequence.add("engine boom");  //客户要求,run的时候时候先发动引擎 
      sequence.add("start");  //启动起来 
      sequence.add("stop");  //开了一段就停下来 
       
       //然后我们把这个顺序给奔驰车: 
      benz.setSequence(sequence); 
      benz.run(); 
       
     } 
     

     
    运行结果是这样的: 
    奔驰车的引擎是这个声音的... 
    奔驰车跑起来是这个样子的... 
    奔驰车应该这样停车... 
     
    看,满足了牛叉公司的需求了,满足完了,还要下一个需求呀,然后是第 2件宝马模型,只要启动,停止,
    其他的什么都不要,第 3件模型,先喇叭,然后启动,然后停止,第 4 件...,直到把你逼疯为止,那怎么办?
    我们修改程序,满足这种变态需求,好,看我如何修改,先修改类图: 
     
    增加了一个 CarBuilder 的抽象类,以及两个实现类,其目的是你要什么排列顺序的车,我就给你什么顺
    序的车,那我们先看 CarBuilder.java 抽象类的程序: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 要什么顺序的车,你说,我给建造出来 
     */ 
    public abstract class CarBuilder { 
      
      //建造一个模型,你要给我一个顺序要,就是组装顺序 
      public abstract void setSequence(ArrayList<String> sequence);
        //设置完毕顺序后,就可以直接拿到这个车辆模型 
      public abstract CarModel getCarModel(); 

     
    这个抽象类比较简单,程序上也以后注释说明,不多说,我们看两个实现类,先看 BenzBuilder.java
    的程序代码: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 各种设施都给了,我们按照一定的顺序制造一个奔驰车 
     */ 
    public class BenzBuilder extends CarBuilder { 
      private BenzModel benz = new BenzModel(); 
     
      @Override 
      public CarModel getCarModel() { 
       return this.benz; 
     } 
     
      @Override 
      public void setSequence(ArrayList<String> sequence) { 
       this.benz.setSequence(sequence); 
     } 
     

     
    下面是 BMWBuilder.java 程序代码: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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      * 给定一个顺序,返回一个宝马车 
     */ 
    public class BMWBuilder extends CarBuilder { 
      private BMWModel bmw = new BMWModel(); 
      
     @Override 
      public CarModel getCarModel() { 
       return this.bmw; 
     } 
     
      @Override 
      public void setSequence(ArrayList<String> sequence) { 
       this.bmw.setSequence(sequence); 
     } 
     

     
    程序很简单,很实用,这就是我最希望的,简单而又实用,我欣赏这样的程序员。那我们再来看我们
    Client.java 程序的修改: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 最终客户开始使用这个模型 
     */ 
    public class Client { 
     
      public static void main(String[] args) { 
       /* 
        * 客户告诉牛叉公司,我要这样一个模型,然后牛叉公司就告诉我老大 
        * 说要这样一个模型,这样一个顺序,然后我就来制造 
        */ 
        ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
      sequence.add("engine boom");  //客户要求,run的时候时候先发动引擎 
      sequence.add("start");  //启动起来 
      sequence.add("stop");  //开了一段就停下来 
       
       //要一个奔驰车: 
           BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder(); 
       //把顺序给这个builder类,制造出这样一个车出来 
      benzBuilder.setSequence(sequence); 
       //制造出一个奔驰车 
        BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel(); 
       //奔驰车跑一下看看 
      benz.run(); 
       
     } 
     

     
    运行结果如下: 
     
    奔驰车的引擎是这个声音的... 
    奔驰车跑起来是这个样子的... 
    奔驰车应该这样停车... 
     
    那如果我再想要个同样顺序的宝马车呢?很简单,Client.java 程序如下: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
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     * 最终客户开始使用这个模型 
     */ 
    public class Client { 
     
      public static void main(String[] args) { 
        ArrayList<String> sequence  = new ArrayList<String>();  //存放run的顺序 
      sequence.add("engine boom");  //客户要求,run的时候时候先发动引擎 
      sequence.add("start");  //启动起来 
      sequence.add("stop");  //开了一段就挺下来 
       
       //要一个奔驰车: 
        BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder(); 
       //把顺序给这个builder类,制造出这样一个车出来 
      benzBuilder.setSequence(sequence); 
         //制造出一个奔驰车 
        BenzModel benz = (BenzModel)benzBuilder.getCarModel(); 
       //奔驰车跑一下看看 
      benz.run(); 
       
       //按照同样的顺序,我再要一个宝马 
        BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder(); 
      bmwBuilder.setSequence(sequence); 
        BMWModel bmw = (BMWModel)bmwBuilder.getCarModel(); 
      bmw.run(); 
         
     } 
     

     
    运行结果如下: 
     
    奔驰车的引擎是这个声音的... 
    奔驰车跑起来是这个样子的... 
    奔驰车应该这样停车... 
    宝马车的引擎是这个声音的... 
    宝马车跑起来是这个样子的... 
    宝马车应该这样停车... 
     
    看,是不是比刚开始直接访问产品类(Procuct)简单了很多吧,那这有个这样的需求,这四个过程
    (start,stop,alarm,engineBoom)按照排列组合有很多种,那我们怎么满足这种需求呢?也就是要有个类
    来安排这几个方法组合,就像导演安排演员一样,那个先出场那个后出场,那个不出场,我们这个也叫导演类,
    那我们修改一下类图: 


    增加了 Director 类,这个类是做了层封装,类中的方法说明如下: 
    A型号的奔驰车辆模型是只有启动(start)、停止(stop)方法,其他的引擎声音、喇叭都没有; 
    B型号的奔驰车是先发动引擎(engine boom),然后启动(star),再然后停车(stop),没有喇叭; 
    C型号的宝马车是先喇叭叫一下(alarm),然后(start),再然后是停车(stop),引擎不轰鸣; 
    D型号的宝马车就一个启动(start),然后一路跑到黑,永动机,没有停止方法,没有喇叭,没有引擎轰鸣;  
    E型号、 F型号〉鹊龋?可以有很多, 启动(start)、 停止(stop)、 喇叭(alarm)、 引擎轰鸣(engine  boom)
    这四个方法在这个类中可以随意的自由组合,有几种呢?好像是排列组合,这个不会算,高中数学没学好,反正
    有很多种了,这里都可以实现。 
    我们看一下代码实现,Director.java 代码如下: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    import java.util.ArrayList; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
     * I'm glad to share my knowledge with you all. 
     * 导演安排顺序,生产车辆模型 
     */ 
    public class Director { 
      private ArrayList<String> sequence = new ArrayList(); 
      private BenzBuilder benzBuilder = new BenzBuilder();
        private BMWBuilder bmwBuilder = new BMWBuilder(); 
      
     /* 
       *  A类型的奔驰车模型,先start,然后stop,其他什么引擎了,喇叭一概没有 
       */ 
      public BenzModel getABenzModel(){ 
       //清理场景,这里是一些初级程序员不注意的地方 
       this.sequence.clear(); 
       
       //这只ABenzModel的执行顺序 
       this.sequence.add("start"); 
       this.sequence.add("stop"); 
       
       //按照顺序返回一个奔驰车 
       this.benzBuilder.setSequence(this.sequence); 
       return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
       
     } 
      
      /* 
       *  B型号的奔驰车模型,是先发动引擎,然后启动,然后停止,没有喇叭 
       */ 
      public BenzModel getBBenzModel(){ 
       this.sequence.clear(); 
       
       this.sequence.add("engine boom"); 
       this.sequence.add("start"); 
       this.sequence.add("stop"); 
       
       this.benzBuilder.setSequence(this.sequence); 
       return (BenzModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
     } 
      
      /* 
       *  C型号的宝马车是先按下喇叭(炫耀嘛),然后启动,然后停止 
       */ 
      public BMWModel getCBMWModel(){ 
       this.sequence.clear(); 
       
       this.sequence.add("alarm"); 
       this.sequence.add("start"); 
       this.sequence.add("stop"); 
       
       this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence)
          return (BMWModel)this.bmwBuilder.getCarModel(); 
     } 
      
      /* 
       *  D类型的宝马车只有一个功能,就是跑,启动起来就跑,永远不停止,牛叉 
       */ 
      public BMWModel getDBMWModel(){ 
       this.sequence.clear(); 
       
       this.sequence.add("start"); 
       
       this.bmwBuilder.setSequence(this.sequence); 
       return (BMWModel)this.benzBuilder.getCarModel(); 
     } 
      
      /* 
       * 这里还可以有很多方法,你可以先停止,然后再启动,或者一直停着不动,静态的嘛 
       * 导演类嘛,按照什么顺序是导演说了算 
       */ 

     
    大家看一下程序中有很多 this 调用,这个我一般是这样要求项目组成员的,如果你要调用类中的成员变量
    或方法,需要在前面加上 this 关键字,不加也能正常的跑起来,但是不清晰,加上 this 关键字,我就是要调
    用本类中成员变量或方法,而不是本方法的中的一个变量,还有 super 方法也是一样,是调用父类的的成员变
    量或者方法,那就加上这个关键字,不要省略,这要靠约束,还有就是程序员的自觉性,他要是死不悔改,那咱
    也没招。 
    上面每个方法都一个 this.sequence.clear(),这个估计你一看就明白,但是做为一个系统分析师或是
    技术经理一定要告诉告诉项目成员,ArrayList 和 HashMap 如果定义成类的成员变量,那你在方法中调用一
    定要做一个 clear 的动作,防止数据混乱,这个如果你发生过一次问题的话,比如 ArrayList 中出现一个“出
    乎意料”的数据,而你又花费了几个通宵才解决这个问题,那你会有很深刻的印象。 
    然后 Client程序就只与 Director 打交道了,牛叉公司要A类型的奔驰车 1W辆,B 类型的奔驰车 100W
    辆,C 类型的宝马车 1000W 辆,D类型的我不要: 
     
    package com.cbf4life; 
     
    /** 
     * @author cbf4Life cbf4life@126.com 
     * I'm glad to share my knowledge with you all.
      * 这里是牛叉公司的天下,他要啥我们给啥 
     */ 
    public class Client { 
     
      public static void main(String[] args) { 
        Director director = new Director(); 
       
       //1W辆A类型的奔驰车 
       for(int i=0;i<10000;i++){ 
       director.getABenzModel().run(); 
      } 
       
       //100W辆B类型的奔驰车 
       for(int i=0;i<1000000;i++){ 
       director.getBBenzModel().run(); 
      } 
       
       //1000W量C类型的宝马车 
       for(int i=0;i<10000000;i++){ 
       director.getCBMWModel().run(); 
      } 
     } 
     

     
    清晰,简单吧,我们写程序重构的最终目的就是这个,简单,清晰,代码是让人看的,不是写完就完事了,
    我一直在教育我带的团队,Java 程序不是像我们前辈写那个二进制代码、汇编一样,写完基本上就自己能看懂,
    别人看就跟看天书一样,现在的高级语言,要像写中文汉字一样,你写的,别人能看懂。 
    整个程序编写完毕,而且简洁明了,这就是建造者模式,中间有几个角色需要说明一下: 
    Client 就是牛叉公司,这个到具体的应用中就是其他的模块或者页面; 
    CarModel 以及两个实现类 BenzModel 和 BMWModel 叫做产品类(Product Class),这个产品类实现
    了模板方法模式,也就是有模板方法和基本方法,这个参考上一节的模板方法模式; 
    CarBuilder 以及两个实现类 BenzBuilder 和 BMWBuilder 叫做建造者(Builder Class),在上面的
    那个例子中就是我和我的团队,负责建造 Benz和 BMW 车模,按照指定的顺序; 
    Director 类叫做导演类(Director Class),负责安排已有模块的顺序,然后告诉 Builder 开始建造,
    在上面的例子中就是我们的老大,Client 找到老大,说我要这个,这个,那个类型的车辆模型,然后老大就把
    命令传递给我,我和我的团队就开始拼命的建造,于是一个项目建设完毕了。 
    大家看到这里估计就开始犯嘀咕了,这个建造者模式和工厂模式非常相似呀,Yes,是的,是非常相似,但
    是记住一点你就可以游刃有余的使用了:建造者模式最主要功能是基本方法的调用顺序安排,也就是这些基本方
    法已经实现了;而工厂方法则重点是创建,你要什么对象我创造一个对象出来,组装顺序则不是他关心的。 
    建造者模式使用的场景,一是产品类非常的复杂,或者产品类中的调用顺序不同产生了不同的效能,这个时
    候使用建造者模式是非常合适,我曾在一个银行交易类项目中遇到了这个问题,一个产品的定价计算模型有 N多
    种,每个模型有固定的计算步骤,计算非常复杂,项目中就使用了建造者模式;二是“ 在对象创建过程中会使
    用到系统中的一些其它对象,这些对象在产品对象的创建过程中不易得到” ,这个是我没有遇到过的,创建过程
    中不易得到?那为什么在设计阶段不修正这个问题,创建的时候都不易得到耶!

    如果一件事情你觉得难的完不成,你可以把它分为若干步,并不断寻找合适的方法。最后你发现你会是个超人。不要给自己找麻烦,但遇到麻烦绝不怕,更不要退缩。 电工查找电路不通点的最快方法是:分段诊断排除,快速定位。你有什么启示吗? 求知若饥,虚心若愚。 当你对一个事情掌控不足的时候,你需要做的就是“梳理”,并制定相应的规章制度,并使资源各司其职。
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