什么是建造者模式?
传说女娲是用泥巴捏出人来的,当时捏出的小泥人虽然每个都是两条腿、两只手、一个脑袋的样子,但是具体到每个部位,却有有所不同:有的小泥人手长一点,有的手短一点;有的脑袋圆鼓鼓的,有的脑袋尖尖的······
造物者归纳起来其实就一句话:女娲造人,形态各异。
也就是说,当初女娲在造人的时候,她的心中是有一副蓝图——即是人型的样子,但是在塑造不同部位的时候,选择的是不同的“捏制”手法。女娲作为造物者,便是建造者模式最好的例子了。
让我们来看看建造者模式的定义:
建造者模式(生成器模式):将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构造器过程可以创建不同的表示。
它的UML类图表示如下:
Builder是为创建一个具体产品、具体对象的各个部件指定的抽象接口, 放到女娲造人的传说里,那就是人型蓝图。ConcreteBuilder则是实现Builder抽象方法的具体建造类,它可以看作是更为详细的蓝图,指明了高矮胖瘦、男女老幼。
Director则是根据ConcreteBuilder来具体构造产品、对象的,它使用了Builder接口, 在传说中,这就是造物者——女娲。
光靠定义难以理解,我们接下来看一个例子吧。
如何使用建造者模式?
举个例子
相信大家不少都玩过游戏,自然知道游戏的捏脸系统。捏脸系统可以让玩家选择人物的各个部位的大小、形状等等,体验一把造物者的感觉。除了玩家的角色,里面的NPC也是通过这个捏脸系统生成的造成游戏里的角色形态各异。就像下面这种:
今天我就以一建造者模式来实现一个简单的游戏捏脸系统。这个捏脸系统可以设置姓名、选择人物的四肢、头部、服饰、武器、天赋等。
UML类图设计
整个系统的UML类图如下:
实现代码
- 抽象建造类:声明建造一个角色所必备的部件。
abstract public class AbstractBuilder {
public abstract void BuildHead ();
public abstract void BuildBody ();
public abstract void BuildArms();
public abstract void BuildLegs();
public abstract void ChooseGenius();
public abstract void ChooseCloth();
public abstract void ChooseWeapon();
public abstract void SetName();
}
由于该抽象类的所有方法都被声明为了抽象方法,继承它的子类必须实现所有的抽象方法,这就防止了某些部件的缺失。
- 具体建造类:用来选择角色每个部位具体的属性。我们来为这个游戏时间创建几个NPC如下。
弓箭手
public class ArcherBuilder extends AbstractBuilder {
@Override
public void BuildHead() {
System.out.println("头部:精灵脑袋");
}
@Override
public void BuildBody() {
System.out.println("躯干:精灵身体");
}
@Override
public void BuildArms() {
System.out.println("手臂:精灵手臂");
}
@Override
public void BuildLegs() {
System.out.println("腿部:精灵腿");
}
@Override
public void ChooseGenius() {
System.out.println("天赋:鹰眼;急性;弯弓;");
}
@Override
public void ChooseCloth() {
System.out.println("服饰:初级弓箭手套装");
}
@Override
public void ChooseWeapon() {
System.out.println("武器:新手木弓");
}
@Override
public void SetName() {
System.out.println("姓名:潘德初级射手");
}
}
战神刑天
public class GiantBuilder extends AbstractBuilder {
@Override
public void BuildHead() {
System.out.println("头部:巨人头");
}
@Override
public void BuildBody() {
System.out.println("躯干:荒古圣体");
}
@Override
public void BuildArms() {
System.out.println("手臂:麒麟臂");
}
@Override
public void BuildLegs() {
System.out.println("腿部:刑天之腿");
}
@Override
public void ChooseGenius() {
System.out.println("天赋:威压;力巨;不死;");
}
@Override
public void ChooseCloth() {
System.out.println("服饰:刑天套");
}
@Override
public void ChooseWeapon() {
System.out.println("武器:刑天斧");
}
@Override
public void SetName() {
System.out.println("姓名:战神刑天");
}
}j
另外,邓布利多、骑士长等代码就不贴了,请至源码查看。
- 玩家类:用来调用具体的角色类的构造方法,实现所有角色的部件按照顺序生成,无一缺漏。
public class Player {
private AbstractBuilder abstractBuilder;
public Player(AbstractBuilder abBuilder) {
abstractBuilder=abBuilder;
}
public void CreateCharacter(){
System.out.println("创建角色中......");
abstractBuilder.BuildHead();
abstractBuilder.BuildBody();
abstractBuilder.BuildArms();
abstractBuilder.BuildLegs();
abstractBuilder.ChooseGenius();
abstractBuilder.ChooseCloth();
abstractBuilder.ChooseWeapon();
abstractBuilder.SetName();
System.out.println("角色创建完毕!");
}
}jj
- 游戏客户端:用于创建对应的NPC角色
public class GameClient {
public static void main(String[] args) {
ArcherBuilder archerBuilder =new ArcherBuilder();
KnightBuilder knightBuilder =new KnightBuilder();
MasterBuilder masterBuilder =new MasterBuilder();
GiantBuilder giantBuilder =new GiantBuilder();
ArrayList<AbstractBuilder> builders =new ArrayList<>();
builders.add(archerBuilder);
builders.add(knightBuilder);
builders.add(masterBuilder);
builders.add(giantBuilder);
System.out.println("世界角色构造中,请稍候......");
for (AbstractBuilder builder:builders
) {
Player player =new Player(builder);
player.CreateCharacter();
System.out.println("" +
"");
}
System.out.println("世界角色构造完毕,祝您游戏愉快!");
}
}
运行结果
世界角色构造中,请稍候......
创建角色中......
头部:精灵脑袋
躯干:精灵身体
手臂:精灵手臂
腿部:精灵腿
天赋:鹰眼;急性;弯弓;
服饰:初级弓箭手套装
武器:新手木弓
姓名:潘德初级射手
角色创建完毕!
创建角色中......
头部:西方帝国头
躯干:骑士躯
手臂:百战臂
腿部:千夫长之腿
天赋:勇猛;不惧;冲锋
服饰:东罗帝国飞羽骑士套
武器:高仿战神枪
姓名:大骑士长
角色创建完毕!
创建角色中......
头部:普通人类头
躯干:老迈躯
手臂:骨瘦臂
腿部:不动冥王腿
天赋:无量;洞察;瞬发
服饰:大法师袍
武器:瓦巴杰克
姓名:阿不思·邓布利多
角色创建完毕!
创建角色中......
头部:巨人头
躯干:荒古圣体
手臂:麒麟臂
腿部:刑天之腿
天赋:威压;力巨;不死;
服饰:刑天套
武器:刑天斧
姓名:战神刑天
角色创建完毕!
世界角色构造完毕,祝您游戏愉快!
总结
应用场景
建造者模式主要是用于创建一些复杂的对象,这些对象内部间的构造顺序、构造部件通常是稳定的,但是对象内部的具体构建方法常常是变化的。
除了之前说到的女娲造人、游戏捏人的例子,生活中的麦当劳、肯德基等流水线式的快餐食品其实也是建造者模式的一个例子:每种汉堡的用料、时间都是不同的,但是顺序和组成部件确实大同小异,比如都的要两片面包、中间加肉等等,只不过面包种类不一样,肉的种类也可以不一样。
另一个建造者模式的例子可以拿五一假期的安排来说,假期时长一共五天,但是每一天究竟干什么、去哪、干多久,都是可以任意规划和选择的。
优点
- 封装性强:建造代码与表示代码分离,由于建造者隐藏了该产品是如何组装的,所以外部客户是无法知道其内部实现代码;
- 扩展性强:若需要改变一个产品的内部表示,只需要再定义一个具体的建造者就可以了;
- 过程精细化: 通过创建者模式可以实现每一个过程都依次无误进行,并且每一个过程还可以进一步分为更多的子过程:例如捏脸系统的头部,还可以细化为五冠、表情等等,这可以通过对头部进行另一个建造者模式来实现。
缺点
- 由于每个角色之间的组件无法复用,当建造者类太多,代码较为臃肿,此时需要结合其他的设计模式进行优化,例如组合模式。
- 只适合于最终的实例组成部分相似的情况。
项目地址
https://github.com/white0dew/Design-pattern/tree/master
往期文章
大话设计模式(1)——设计原则与单例模式
大话设计模式(2)——策略模式
参考链接
《大话设计模式》文章来源:https://www.toymoban.com/news/detail-810121.html
《Headfist 设计模式》文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-810121.html
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