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Java设计模式:生成器模式

问题的提出:

有些类很容易创建对象,直接调用其构造方法,例如Student student = new Student(“1001”,”zhang”,21); 之所以容易创建,因为其类成员都是基本数据类型或者封装类,或者字符串。但是如果对象的类成员还是对象,那么创建这个对象还需要产生该对象成员的具体对象。

public class Unit1 {
}

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public class QuestionProduct {
    Unit1 u1;
    Unit2 u2;
    Unit3 u3;    public void createUnit1(){
        u1 = new Unit1();
    }    public void createUnit2(){
        u2 = new Unit2();
    }    public void createUnit3(){
        u3 = new Unit3();
    }    public void composite(){

    }    public static void main(String[] args) {
        QuestionProduct p = new QuestionProduct();
        p.createUnit1();
        p.createUnit2();
        p.createUnit3();
        p.composite();
    }
}

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Unit123为各java对象,main方法可以知道,只有当运行完p.composite()方法后,Product才真正的创建起来,问题来了,如果有两类Product对象,又或许有很多类成员。又或者随着Product产品种类的增加和减少,必须修改已有的源代码。于是为了解决这类问题,生成器模式应运而生!

生成器模式的主要思路是: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。简单来说,不在同一类里面创建该类的类成员,而是把类成员的创建交给另一个类,该类就叫做生成器!

public interface IBuild {    public Product create();
}

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public class BuildProduct implements IBuild {
    Product p = new Product();    public void createUnit1(){        //创建u1    }    public void createUnit2(){        //创建u2    }    public void createUnit3(){        //创建u3    }    public Product composite(){        //关联Unit1,Unit2,Unit3
        return p;
    }    public Product create(){
        createUnit1();
        createUnit2();
        createUnit3();        return composite();
    }
}

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通过上面的代码可以知道,如果需求分析发生变化,只需要增加或者删除相应的生成器类BuildProduct即可,并不需要修改已有的类代码。

在这基础上,再定义一个调度类,是对生成器接口的IBuild的封装。

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public class Director {    private IBuild iBuild;    public Director(IBuild iBuild){        this.iBuild = iBuild;
    }    public Product build(){        //System.out.println("test");        iBuild.createUnit1();
        iBuild.createUnit2();
        iBuild.createUnit3();        return iBuild.composite();
    }    public static void main(String[] args) {
        IBuild iBuild = new BuildProduct();
        Director director = new Director(iBuild);
        Product p = director.build();
    }
}

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这样就构成生成器模式的一般模式了!一般分为以下三个步骤

1)定义产品类

2)定义n个生成器Build类

3)定义一个统一调度类Director类

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对于Director的理解:与常规的接口相比,生成器接口IBuild是特殊的,它是一个流程控制接口。该接口中定义的方法必须依照某种顺序执行,一个都不能少。因此在程序中一个要体现出“流程”这一特点。而Director类的作用就是对“流程”的封装类,其中的build方法决定了具体的流程控制过程。

对于上面的生成器模式,假如要生成两种Product产品,一种需要三种过程,一种需要四种过程,那么用上面的生成器模式(Model1)就不行了,因为它要求创建产品的过程必须相同(Interface IBuild定义好了创建的过程)。于是引起下面Model2的设计。

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Model2IBuild接口仅仅定义多态create()方法

public interface IBuild {    public Product create();
}

 而在具体生成器类重写多态create()方法,并调用多个个非多态方法,最终返回Product对象。

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public class BuildProduct implements IBuild {
    Product p = new Product();    public void createUnit1(){        //创建u1    }    public void createUnit2(){        //创建u2    }    public void createUnit3(){        //创建u3    }    public Product composite(){        //关联Unit1,Unit2,Unit3
        return p;
    }    public Product create(){
        createUnit1();
        createUnit2();
        createUnit3();        return composite();
    }
}

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Director类

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public class Director {    private IBuild iBuild;    public Director(IBuild iBuild){        this.iBuild = iBuild;
    }    public Product build(){        return iBuild.create();
    }
}

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对代码进行仔细分析可以发现,具体生成器多态的create()方法中包含了创建Product对象的全过程,Director类中的方法就显得重复了。在这种设计中其实是可以省略Director类的,这就说明了在生成器模式中,抽象生成器和具体生成器是必须的。

而指挥类需要在实际问题中认真考虑,加以取舍!进一步思考,可以把IBuild定义成泛型接口,不仅仅是Product产品,也可以是其他需要生成器魔术的产品都可以从这接口派生。

 

除了以上两种实现方式,还有第三种生成器功能的设计模式。

Model3:利用Product派生方法,可以实现类似生成器功能

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具体代码如下

1.Product类

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2.生成器BuildProduct类

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3.指挥者类Director

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总而言之,对于生成器模式创建复制对象而言,主要的原则还是对象构建过程与表示相分离。这是一个总的思想,实现具体形式不是一成不变,大可以设计自己专属的生成器模式框架。重要的是思想,而不是实现形式!

 

最后再说说生成器模式的应用场景,其中一个比较重要的作用就是解决同流程,异界面的手段之一。

例如在登录下常常都会分不同的角色,比如教务系统登录区分教师和学生。一般的应用也分为管理员以及普通用户。不同的角色登录后或显示不同的页面。下面就教学管理系统这个例子简单说明。

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学生的具体信息在student表中,教师的具体信息在teacher表中。一个常用的功能是:管理员为学生和教师在login表中分配了用户名和账号,同时在studentteacher表中建立关键字user的记录。但是其他具体信息如姓名年龄等是空的。

因此需要学生或者教师在登录后首先完善个人信息。下面正是利用生成器模式设计“个人信息完善”的基础代码。

 Mysql 表的简单设计

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1)界面抽象生成器UIBuilder

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package BuildModel.Example;import javax.swing.*;/**
 * Created by lenovo on 2017/4/18. */public abstract class UIBuilder {    protected JPanel panel = new JPanel();    abstract public void addUI();                   //形成界面
    abstract public void registerMsg();             //注册消息
    abstract public void initialData(String user);  //初始化界面数据
    public JPanel getPanel(){                       //返回界面面板对象
        return panel;
    }
}

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2)具体学生界面生成器类StudentBuilder

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3)DbProc数据库自定义封装类(注意测试时候strPwd要加上自己本地mysql的账户密码)

 

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4)具体教师界面生成器TeacherBuilder(类似,这里就不写了)

5)流程指挥类Director

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package BuildModel.Example;import javax.swing.*;/**
 * Created by lenovo on 2017/4/18. */public class Director {    private UIBuilder builder;    public Director(UIBuilder builder){        this.builder = builder;
    }    public JPanel build(String user){
        builder.addUI();                //初始化界面
        builder.registerMsg();          //登记消息
        builder.initialData(user);      //填充账号为user的初始界面显示数据
        return builder.getPanel();
    }
}

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6)测试类

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当然这只是简单的测试代码,在实际应用中还要注意很多问题。


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