Design Pattern: Builder 模式

　　您想要建立一个迷宫产生程式，迷宫使用二维阵列来定义，0表示道路，1表示墙，2表示宝物，根据所定义的二维迷宫阵列，您想要程式自动产生各种不同材质的迷宫，例如砖墙迷宫，钻石迷宫等等。

　　您可以在程式中定义两个角色，一个是指导迷宫建立的Director角色，一个是按照指导者指示建立迷宫的Builder角色，Director根据定义的迷宫阵列来指导Builder，只要更换Builder，就可以完成不同材质的迷宫。

　　可以使用下面的UML 类别图来表示上述的概念：
builder-1.jpg


　　实际上的程式设计如下：

MazeDirector.java

    public class MazeDirector {
        private int[][] maze;
        private IMazeBuilder mazeBuilder;
        public void setMaze(int[][] maze) {
            this.maze = maze;
        }
        public void setMazeBuilder(IMazeBuilder mazeBuilder) {
            this.mazeBuilder = mazeBuilder;
        }
        public void buildMaze() {
            for(int i = 0; i < maze.length; i++) {
                for(int j = 0; j < maze[i].length; j++) {
                    // 由于mazeBuilder是IMazeBuilder型态
               // 所以无论Builder实例为何，这边的程式都无需变动
               switch (maze[i][j]) {
                        case 0:
                            mazeBuilder.createRoadBlock();
                            break;
                        case 1:
                            mazeBuilder.createWallBlock();
                            break;
                        case 2:
                            mazeBuilder.createTreasureBlock();
                            break;
                        default:
                            System.out.println("undefined");
                    }
                }
                mazeBuilder.nextRow();
                }
        }
    } 

IMazeBuilder.java

public interface IMazeBuilder {
    public void createRoadBlock();
    public void createWallBlock();
    public void createTreasureBlock();
    public void nextRow();
} 

SoliderMazeBuilder.java

    public class SolidMazeBuilder implements IMazeBuilder {
        public void createWallBlock() {
            System.out.print("-");
        }
        public void createRoadBlock() {
            System.out.print("　");
        }
        public void createTreasureBlock() {
            System.out.print("$ ");
        }
        public void nextRow() {
            System.out.println();
        }
    } 

DiamondMazeBuilder.java

    public class DiamondMazeBuilder implements IMazeBuilder {
        public void createWallBlock() {
            System.out.print("◇");
        }
        public void createRoadBlock() {
            System.out.print("　");
        }
        public void createTreasureBlock() {
            System.out.print("* ");
        }
        public void nextRow() {
            System.out.println();
        }
    }

使用下面的程式来测试一下，它将产生两个迷宫图形：

    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            int[][] maze = {{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1},
                             {1, 0, 0, 0, 0, 2, 1},
                             {1, 0, 1, 0, 1, 0, 1},
                             {1, 0, 2, 1, 0, 1, 1},
                             {1, 1, 0, 1, 0, 1, 1},
                             {1, 0, 0, 2, 0, 0, 1},
                             {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1}};
            MazeDirector mazeDirector = new MazeDirector();
            mazeDirector.setMaze(maze);
            System.out.println("Build SolidMaze....");
            mazeDirector.setMazeBuilder(new SolidMazeBuilder());
            mazeDirector.buildMaze();
            System.out.println("Build DiamondMaze....");
            mazeDirector.setMazeBuilder( new DiamondMazeBuilder());
            mazeDirector.buildMaze();
        }
    }

builder-2.jpg


　　在迷宫例子中并没有产生或返回产品物件，这视您的需求而定，迷宫例子只是将结果输出至主控台，您也可以设计一个产品物件，或是将结果直接输出为文件。
　　在 Gof 中有给出了一个不错的例子，以设计文件剖析器为例，该剖析器可以将文件转换为其它的格式，以DOC文件剖析器为例好了，假设希望析剖器可以将DOC文件转换为RTF或是PDF文件，可以如下设计结构：
builder-3.jpg


　　简单来说，建筑者模式适用的场合，在于使得您可以依赖抽象的建筑蓝图，而实际建造时可以使用不同的实例，这是其之所以命为Builder的原因。


我的小结：Builder模式中，负责控制和组装的类的代码不变，只修改或增加负责构建具体细节的类。用一个地图做比喻的话，可理解成：地图里控制具体单元格的图片那部分类是变动的，而根据地图数据创建单元格的那部分代码或类是不变的。