生成器模式builder

hnzhoujunmei

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设计模式

算法数据结构 XML Excel 框架

问题引人：继续导出数据的应用框架
讨论工厂方法模式时，提到了一个导出数据的应用框架。比如导出成文本格式，数据库备份形式，excel格式，xml格式等。
在工厂模式中，并没有讨论如何实现导出成文本、xml文件等，假如需求有以下：
1，导出的文件，不管什么格式，分为3部分，文件头，文件体和文件尾
2，在文件头，需要描述：分公司或门市点编号。导出数据的日期，对于文本格式，中间用逗号分隔。
3，文件体中，需要描述：表名称，然后分条描述数据。对于文本格式，表名称单独占一行，数据描述一行算一条数据，字段间用逗号分隔，
4，文件尾，需要描述：输出人
为简便起见，只实现导出成文本格式和Xml格式
要先将文件各个部分的数据对象定义出来。

package notusingMode;

//导出文件头模型对象
public class ExportHeaderModel {

	private String depId; // 分公司或门市点编号
	private String exportDate; // 导出日期
	public String getDepId() {
		return depId;
	}
	public void setDepId(String depId) {
		this.depId = depId;
	}
	public String getExportDate() {
		return exportDate;
	}
	public void setExportDate(String exportDate) {
		this.exportDate = exportDate;
	}

}

package notusingMode;
//描述导出数据的对象???? 即对应导出的文件体部分
public class ExportDataModel {

	private String productId; //产品编号
	private double price;  //销售价格
	private double amount; //销售数量
	public String getProductId() {
		return productId;
	}
	public void setProductId(String productId) {
		this.productId = productId;
	}
	public double getPrice() {
		return price;
	}
	public void setPrice(double price) {
		this.price = price;
	}
	public double getAmount() {
		return amount;
	}
	public void setAmount(double amount) {
		this.amount = amount;
	}

}

package notusingMode;
//描述输出到文件尾的内容的对象
public class ExportFooterModel {

	private String exportUser;

	public String getExportUser() {
		return exportUser;
	}
	public void setExportUser(String exportUser) {
		this.exportUser = exportUser;
	}
	
}

package notusingMode;
//具体导出对象，导出到文件文件的对象
import java.util.Map;
import java.util.Collection;
public class ExportToTxt {
//	Map<String,Collection<ExportDataModel>>存储数据体，String类型的key代表表名称，后面的集合代表表格中的记录
	public void export(ExportHeaderModel header,Map<String,Collection<ExportDataModel>> body,ExportFooterModel footer){
		//用来记录最终输出的文件内容
		StringBuffer buffer = new StringBuffer();
		
		//1:先拼出文件头
		buffer.append(header.getDepId()+","+header.getExportDate()+"\n");
		//2:文件体
		for(String tableName:body.keySet()){
			//先拼接表格名称
			buffer.append(tableName+"\n");
//			循环拼接具体数据
			for(ExportDataModel data:body.get(tableName)){
				buffer.append(data.getProductId()+","+data.getPrice()+","+data.getAmount()+"\n");
			}
			
		}
		
		//3：文件尾
		buffer.append(footer.getExportUser()+"\n");
		
		//为了简单，不写出输出文件的代码了，将要输出的内容输出到控制台看看
		System.out.println("输出到文本文件的内容是：\n"+buffer);
		
	}
}

package notusingMode;



import java.util.Collection;

import java.util.Map;



public class ExportToXml {

//	Map<String,Collection<ExportDataModel>>存储数据体，String类型的key代表表名称，后面的集合代表表格中的记录

	public void export(ExportHeaderModel header,Map<String,Collection<ExportDataModel>> body,ExportFooterModel footer){

		

		//用来记录最终输出的文件内容

		StringBuffer buffer = new StringBuffer();

		

		//1:先拼出文件头

		buffer.append("<?xml version='1.0' encoding = 'gb2312' ?>\n");

		buffer.append("<Report>\n");

		buffer.append("  <Header>\n");

		buffer.append("    <DeptId>"+header.getDepId()+"</DeptId>\n");

		buffer.append("    <ExportDate>"+header.getExportDate()+"</ExportDate>\n");

		buffer.append("  </Header>\n");

		

		//2:文件体

		

		buffer.append("  <Body>\n");

		

		for(String tableName:body.keySet()){

			//先拼接表格名称

			buffer.append("    <Datas TableName=\""+tableName+"\">\n");

			

//			循环拼接具体数据

			for(ExportDataModel data:body.get(tableName)){

				buffer.append("      <Data>\n");

				buffer.append("        <ProductID>"+data.getProductId()+"</ProductID>\n");

				buffer.append("        <Price>"+data.getPrice()+"</Price>\n");

				buffer.append("        <Amount>"+data.getAmount()+"</Amount>\n");

				buffer.append("      </Data>\n");

			}

			buffer.append("    </Datas>\n");

			

		}

		

		buffer.append("  </Body>\n");

		

		//文件尾

		buffer.append("  <Footer>\n");

		buffer.append("    <ExportUser>"+footer.getExportUser()+"</ExportUser>\n");

		

		buffer.append("  </Footer>\n");

		buffer.append("</Report>\n");

		System.out.println("输出到XML文件的内容是：\n"+buffer);



		

	}

}

上述实例notusingMode包中是没有使用模式的解决方案，观察程序可看出，无论导出为xml还是txt，步骤基本一样的，先拼接头，体，尾，最后将拼接完的
内容输出成为文件。也就是不同的输出格式，处理步骤是一样的，但是每一步的具体实现是不一样的，存在的问题如下:
(1)构建每种输出格式的文件内容时，都会重复这几个步骤，应该提炼出来，形成公共的处理过程。
(2)今后可能会有很多不同输出格式的要求，这就需要在处理过程不变的情况下，能方便地切换到不同的输出格式的处理。
构造每种格式的数据文件的处理过程，应该和具体的步骤实现分开，这样就能够复用处理过程，
而且能很容易切换到不同地输出格式。如何实现呢-----》生成器模式
定义: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产生不同的表示。
思路：先把构建过程独立出来，在生成器模式中称为指导者，由他来指导装配过程，但是不负责每个步骤的具体实现，必须要有能具体实现每部的对象，
在生成器模式中，将这些对象称为生成器。这样，指导者就是可以重用的构建过程，但生成器就是可以被切换的具体实现。前面的每种具体的导出文件格式的实现
就相当于生成器。
生成器模式的结构：
（1）Builder：生成器接口，定义创建一个Product对象所需的各个部件的操作。
（2）ConcreteBuilder：具体的生成器实现，实现各个部件的创建，并负责组装Product对象的各个部件，同时日工一个让用户获取组装完成后的产品对象的方法
（3）Director：指导者，主要用来使用Builder接口，以一个统一的过程来创建所需的Product对象
（4）Product：产品，表示被生成器构建的复杂对象，包含多个部件
两个重要部分：Builder接口，定义了如何构建各个部件，Director，是知道如何组合来构建产品，也就是说它负责整体的构建算法，通常是分步骤来执行。
生成器模式都存在两个部分，一个部分是部件构建和产品装配，另一个是整体构建的算法。它强调的是固定整体构建的算法，而灵活地扩展和切换部件的具体构造
生成器模式结构的实现代码：

package builder;
//生成器接口
public interface Builder {
//示意方法，构建某个部件,如果构建多个部件，就有多个方法
	public void buildPart();
}

package builder;
//具体生成器，负责实现各个部件的创建，并组装起来，提供给用户
public class ConcreteBuilder implements Builder {

	private Product resultProduct;
	
	@Override
	public void buildPart() {
   //构建某个部件的功能处理
	}

	public Product getProduct(){
//		获取生成器最终构建的产品对象，返回给用户
		return resultProduct;
	}
}

package builder;
//产品对象接口
public interface Product {

}

package builder;
//指导者，使用Builder接口来构建产品的对象
public class Director {

	private Builder builder;
	
	
	public Director(Builder builder) {  //传入生成器对象
		this.builder = builder;
	}
	public void construct(){
		builder.buildPart();  //
	}
}

使用生成器模式解决上述实际问题：
其中的模型部分（包括数据，头，尾）不用改变，需要增加的就是生成器对象等。

package builderSolve;

import java.util.Collection;
import java.util.Map;

public interface Builder {

	public void buildHeader(ExportHeaderModel header);
	public void buildFooter(ExportFooterModel footer);
	public void buildBody(Map<String, Collection<ExportDataModel>> body);
}

package builderSolve;

import java.util.Collection;
import java.util.Map;

public class TxtBuilder implements Builder {

	private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

	public StringBuffer getResult(){
		//返回构造完的复杂对象
		return buffer;
	}

	@Override
	public void buildBody(Map<String,Collection<ExportDataModel>> body) {
		for(String tableName:body.keySet()){
			//先拼接表格名称
			buffer.append(tableName+"\n");
//			循环拼接具体数据
			for(ExportDataModel data:body.get(tableName)){
				buffer.append(data.getProductId()+","+data.getPrice()+","+data.getAmount()+"\n");
			}
			
		}
	}

	@Override
	public void buildFooter(ExportFooterModel footer) {
		buffer.append(footer.getExportUser()+"\n");
	}

	@Override
	public void buildHeader(ExportHeaderModel header) {
		buffer.append(header.getDepId()+","+header.getExportDate()+"\n");
	}
}

package builderSolve;

import java.util.Collection;
import java.util.Map;

public class XmlBuilder implements Builder {

	private StringBuffer buffer = new StringBuffer();

	public StringBuffer getResult() {
		// 返回构造完的复杂对象
		return buffer;
	}

	@Override
	public void buildBody(Map<String, Collection<ExportDataModel>> body) {
		buffer.append("  <Body>\n");

		for (String tableName : body.keySet()) {
			// 先拼接表格名称
			buffer.append("    <Datas TableName=\"" + tableName + "\">\n");

			// 循环拼接具体数据
			for (ExportDataModel data : body.get(tableName)) {
				buffer.append("      <Data>\n");
				buffer.append("        <ProductID>" + data.getProductId()
						+ "</ProductID>\n");
				buffer.append("        <Price>" + data.getPrice()
						+ "</Price>\n");
				buffer.append("        <Amount>" + data.getAmount()
						+ "</Amount>\n");
				buffer.append("      </Data>\n");
			}
			buffer.append("    </Datas>\n");

		}

		buffer.append("  </Body>\n");
	}

	@Override
	public void buildFooter(ExportFooterModel footer) {
		//文件尾
		buffer.append("  <Footer>\n");
		buffer.append("    <ExportUser>"+footer.getExportUser()+"</ExportUser>\n");
		
		buffer.append("  </Footer>\n");
		buffer.append("</Report>\n");
	}

	@Override
	public void buildHeader(ExportHeaderModel header) {
		buffer.append("<?xml version='1.0' encoding = 'gb2312' ?>\n");
		buffer.append("<Report>\n");
		buffer.append("  <Header>\n");
		buffer.append("    <DeptId>" + header.getDepId() + "</DeptId>\n");
		buffer.append("    <ExportDate>" + header.getExportDate()
				+ "</ExportDate>\n");
		buffer.append("  </Header>\n");
	}

}

package builderSolve;

import java.util.Collection;
import java.util.Map;

//指导者，使用Builder接口来构建产品的对象
public class Director {

	private Builder builder;
	
	
	public Director(Builder builder) {  //传入生成器对象
		this.builder = builder;
	}


	public void construct(ExportHeaderModel header,Map<String,Collection<ExportDataModel>> body,ExportFooterModel footer){
		builder.buildHeader(header);
		builder.buildBody(body);
		builder.buildFooter(footer);
	}
}

package builderSolve;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collection;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {

		//准备测试数据
		ExportHeaderModel header = new ExportHeaderModel();
		header.setDepId("一分公司");
		header.setExportDate("2011-03-25");
		
		Map<String,Collection<ExportDataModel>> map = new HashMap<String,Collection<ExportDataModel>>();
		Collection<ExportDataModel> collection = new ArrayList<ExportDataModel>();
		ExportDataModel data1 = new ExportDataModel();
		data1.setAmount(43);
		data1.setPrice(56.4);
		data1.setProductId("产品001号");
		
		ExportDataModel data2 = new ExportDataModel();
		data2.setAmount(444);
		data2.setPrice(26.4);
		data2.setProductId("产品002号");
		
		collection.add(data2);
		collection.add(data1);
		map.put("销售记录表", collection);
		
		ExportFooterModel footer = new ExportFooterModel();
		footer.setExportUser("张三");
		
		
			// 测试输出到文本文件
		TxtBuilder txtBuilder = new TxtBuilder();
		Director director = new Director(txtBuilder);
		director.construct(header, map, footer);
		System.out.println("输出到txt文件的内容是：\n"+txtBuilder.getResult());
		
		//测试输出到xml文件
		
		XmlBuilder xmlBuilder = new XmlBuilder();
		Director director2 = new Director(xmlBuilder);
		director2.construct(header, map, footer);
		System.out.println("输出到XML文件的内容是：\n"+xmlBuilder.getResult());

	}
}

使用生成器模式构建复杂对象
实际应用，要创建一个保险合同的对象，里面有很多属性的值都有越是，比如合同可和个人签或是公司签，但不能同时和个人和公司签。如何创建呢？
由于用Builder模式创建某个对象，因此没有必要再定义一个Builder接口，直接提供一个具体的构建器类就可以了。还可以将指导者和客户端的功能合并起来。
例子：使用builder模式，先不考虑带约束，noRestrictContract包内.

使用builder模式，考虑带约束，restrictContract包内.

通常两个地方可以添加约束规则。（1）是构建器的每一个类似于setter的方法，可以在这里进行单个数据的约束规则校验，如果不正确，就抛出IllegalStateException
（2）构建器的build方法，在创建保险合同对象之前，对所有的数据都可以进行数据的约束规则校验，尤其是那些涉及到几个数据之间的约束关系，在这里校验会比较合适，如果不正确，就抛出IllegalStateException

更进一步，把构建器对象和被构建的对象合并
使用内联类，将构建器对象合并到被构建的对象里面去，如innerClassContract包中示例

builder模式的本质：分离整体构建算法和部件的构建

builder.rar (38.4 KB)
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责任链设计模式chainOfResponsibility | 外观模式facade

2011-05-06 14:37
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