JAVA设计模式 — 生成器模式(Builder)_JAVA_编程开发_程序员俱乐部

转载自：http://blog.csdn.net/top_code/article/details/8469297

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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创建不同的表示。

类型：对象创建型模式

类图：

?

• Builder：生成器接口，定义创建一个Product对象所需要的各个部件的操作。
• 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，同时还提供一个让用户获取组装完成后的产品对象的方法。
• Director：指导者，也被称导向者，主要用来使用Builder接口，以一个统一的过程来构建所需要的Product对象。
• Product：产品，表示被生成器构建的复杂对象，包含多个部件。

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?

生成器模式示例代码

1、生成器接口定义的示例代码

?

[java]?view plaincopy ?

class="dp-j">
1. /**?
2. ?*?生成器接口，定义创建一个产品对象所需的各个部件的操作?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?interface?Builder?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?示意方法，构建某个部件?
10. ?????*/??
11. ????public?void?buildPart();??
12. }??

?

?

2、具体生成器实现的示例代码

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?具体的生成器实现对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?ConcreteBuilder?implements?Builder?{??
7. ??????
8. ????private?Product?resultProduct;??
9. ??????
10. ????/**?
11. ?????*?获取生成器最终构建的产品对象?
12. ?????*?@return?
13. ?????*/??
14. ????public?Product?getResultProduct()?{??
15. ????????return?resultProduct;??
16. ????}??
17. ??
18. ????@Override??
19. ????public?void?buildPart()?{??
20. ????????//构建某个部件的功能处理??
21. ????}??
22. ??
23. }??

?

?

3、相应的产品对象接口的示例代码

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?被构建的产品对象的接口?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?interface?Product?{??
7. ????//定义产品的操作??
8. }??

?

?

4、最后是指导者的实现示意，示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?指导者，指导使用生成器的接口来构建产品对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?Director?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?持有当前需要使用的生成器对象?
10. ?????*/??
11. ????private?Builder?builder;??
12. ??
13. ????/**?
14. ?????*?构造方法，传人生成器对象?
15. ?????*?@param?builder?
16. ?????*/??
17. ????public?Director(Builder?builder)?{??
18. ????????this.builder?=?builder;??
19. ????}??
20. ??????
21. ????/**?
22. ?????*?示意方法，指导生成器构建最终的产品对象?
23. ?????*/??
24. ????public?void?construct(){??
25. ????????//通过使用生成器接口来构建最终的产品对象??
26. ????????builder.buildPart();??
27. ????}??
28. }??

?

?

应用场景-- 导出数据的应用框架

在讨论工厂方法模式的时候，提供了一个导出数据的应用框架。

对于导出数据的应用框架，通常在导出数据上，会有一些约束的方式，比如导出成文本格式、数据库备份形式、Excel格式、Xml格式等。

在工厂方法模式章节里面，讨论并使用工厂方法模式来解决了如何选择具体导出方式的问题，并没有涉及到每种方式具体如何实现。

换句话说，在讨论工厂方法模式的时候，并没有讨论如何实现导出成文本、Xml等具体格式，本章就来讨论这个问题。

对于导出数据的应用框架，通常对于具体的导出内容和格式是有要求的，加入现在有如下要求，简单描述一下：

?

• 导出的文件，不管是什么格式，都分成3个部分，分别是文件头、文件体、文件尾。
• 在文件头部分，需要描述如下信息：分公司或者门市编号、导出数据的日期。
• 在文件体部分，需要描述如下信息：表名称，然后分条描述数据。
• 在文件尾部分，需要描述如下信息：输出人。

?

?

1、下面将描述文件各个部分的数据对象定义出来

描述输出到文件头的内容的对象，示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?描述输出到文件头的内容的对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?ExportHeaderModel?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?分公司或者门市编号?
10. ?????*/??
11. ????private?String?depId;??
12. ????/**?
13. ?????*?导出数据的日期?
14. ?????*/??
15. ????private?String?exportDate;??
16. ??????
17. ????public?String?getDepId()?{??
18. ????????return?depId;??
19. ????}??
20. ????public?void?setDepId(String?depId)?{??
21. ????????this.depId?=?depId;??
22. ????}??
23. ????public?String?getExportDate()?{??
24. ????????return?exportDate;??
25. ????}??
26. ????public?void?setExportDate(String?exportDate)?{??
27. ????????this.exportDate?=?exportDate;??
28. ????}??
29. ??????
30. }??

?

?

描述输出数据的对象，示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?描述输出数据的对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?ExportDataModel?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?产品编号?
10. ?????*/??
11. ????private?String?productId;??
12. ????/**?
13. ?????*?销售价格?
14. ?????*/??
15. ????private?double?price;??
16. ????/**?
17. ?????*?销售数量?
18. ?????*/??
19. ????private?double?amount;??
20. ??????
21. ????public?String?getProductId()?{??
22. ????????return?productId;??
23. ????}??
24. ????public?void?setProductId(String?productId)?{??
25. ????????this.productId?=?productId;??
26. ????}??
27. ????public?double?getPrice()?{??
28. ????????return?price;??
29. ????}??
30. ????public?void?setPrice(double?price)?{??
31. ????????this.price?=?price;??
32. ????}??
33. ????public?double?getAmount()?{??
34. ????????return?amount;??
35. ????}??
36. ????public?void?setAmount(double?amount)?{??
37. ????????this.amount?=?amount;??
38. ????}??
39. ??????
40. }??

?

?

描述输出到文件尾的内容的对象，示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?描述输出到文件尾的内容的对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?ExportFooterModel?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?输出人?
10. ?????*/??
11. ????private?String?exportUser;??
12. ??
13. ????public?String?getExportUser()?{??
14. ????????return?exportUser;??
15. ????}??
16. ??
17. ????public?void?setExportUser(String?exportUser)?{??
18. ????????this.exportUser?=?exportUser;??
19. ????}??
20. ??????
21. }??

2、定义Builder接口，主要是把导出各种格式文件的处理过程的步骤定义出来，每个步骤负责构建最终导出文件的一部分。示例代码如下：

?

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?生成器接口，定义创建一个输出文件对象所需的各个部件的操作?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?interface?Builder?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?构建输出文件的Header部分?
10. ?????*?@param?ehm?
11. ?????*/??
12. ????public?void?buildHeader(ExportHeaderModel?ehm);??
13. ??????
14. ????/**?
15. ?????*?构建输出文件的Body部分?
16. ?????*?@param?mapData?
17. ?????*/??
18. ????public?void?buildBody(Map<String,List<ExportDataModel>>?mapData);??
19. ??????
20. ????/**?
21. ?????*?构建输出文件的Footer部分?
22. ?????*?@param?efm?
23. ?????*/??
24. ????public?void?buildFooter(ExportFooterModel?efm);??
25. }??

3、具体的生成器实现。

?

导出到文本文件的的生成器实现。示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?实现导出文件到文本文件的生成器对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?TxtBuilder?implements?Builder?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?用来记录构建的文件的内容，相当于产品?
10. ?????*/??
11. ????private?StringBuffer?buffer?=?new?StringBuffer();??
12. ??????
13. ????@Override??
14. ????public?void?buildHeader(ExportHeaderModel?ehm)?{??
15. ????????buffer.append(ehm.getDepId()+","+ehm.getExportDate()+"\n");??
16. ????}??
17. ??
18. ????@Override??
19. ????public?void?buildBody(Map<String,?List<ExportDataModel>>?mapData)?{??
20. ????????for(String?tablName?:?mapData.keySet()){??
21. ??????????????
22. ????????????//先拼接表名??
23. ????????????buffer.append(tablName+"\n");??
24. ????????????//然后循环拼接具体数据??
25. ????????????for(ExportDataModel?edm?:?mapData.get(tablName)){??
26. ????????????????buffer.append(edm.getProductId()+","+edm.getPrice()+","+edm.getAmount()+"\n");??
27. ????????????}??
28. ????????}??
29. ????}??
30. ??
31. ????@Override??
32. ????public?void?buildFooter(ExportFooterModel?efm)?{??
33. ????????buffer.append(efm.getExportUser());??
34. ????}??
35. ??????
36. ????public?StringBuffer?getResult(){??
37. ????????return?buffer;??
38. ????}??
39. ??
40. }??

?

?

导出到Xml文件的的生成器实现。示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?实现导出文件到Xml文件的生成器对象?
3. ?*?@author?FX_SKY?
4. ?*?
5. ?*/??
6. public?class?XmlBuilder?implements?Builder?{??
7. ??
8. ????/**?
9. ?????*?用来记录构建的文件的内容，相当于产品?
10. ?????*/??
11. ????private?StringBuffer?buffer?=?new?StringBuffer();??
12. ??????
13. ????@Override??
14. ????public?void?buildHeader(ExportHeaderModel?ehm)?{??
15. ????????buffer.append("<?xml?version='1.0'?encoding='UTF-8'?>\n");??
16. ????????buffer.append("<Report>\n");??
17. ????????buffer.append("\t<Header>\n");??
18. ????????buffer.append("\t\t<DepId>"+ehm.getDepId()+"</DepId>\n");??
19. ????????buffer.append("\t\t<ExportDate>"+ehm.getExportDate()+"</ExportDate>\n");??
20. ??????????
21. ????????buffer.append("\t</Header>\n");??
22. ????}??
23. ??
24. ????@Override??
25. ????public?void?buildBody(Map<String,?List<ExportDataModel>>?mapData)?{??
26. ????????buffer.append("\t<Body>\n");??
27. ????????for(String?tablName?:?mapData.keySet()){??
28. ????????????//先拼接表名??
29. ????????????buffer.append("\t\t<Datas?TableName=\""+tablName+"\">\n");??
30. ????????????//然后循环拼接具体数据??
31. ????????????for(ExportDataModel?edm?:?mapData.get(tablName)){??
32. ??????????????????
33. ????????????????buffer.append("\t\t\t<Data>\n");??
34. ??????????????????
35. ????????????????buffer.append("\t\t\t\t<ProductId>"+edm.getProductId()+"</ProductId>\n");??
36. ????????????????buffer.append("\t\t\t\t<Price>"+edm.getPrice()+"</Price>\n");??
37. ????????????????buffer.append("\t\t\t\t<Amount>"+edm.getAmount()+"</Amount>\n");??
38. ??????????????????
39. ????????????????buffer.append("\t\t\t</Data>\n");??
40. ????????????}??
41. ??????????????
42. ????????????buffer.append("\t\t</Datas>\n");??
43. ????????}??
44. ????????buffer.append("\t</Body>\n");??
45. ????}??
46. ??
47. ????@Override??
48. ????public?void?buildFooter(ExportFooterModel?efm)?{??
49. ????????buffer.append("\t<Footer>\n");??
50. ????????buffer.append("\t\t<ExportUser>"+efm.getExportUser()+"</ExportUser>\n");??
51. ????????buffer.append("\t</Footer>\n");??
52. ????????buffer.append("</Report>\n");??
53. ????}??
54. ??????
55. ????public?StringBuffer?getResult(){??
56. ????????return?buffer;??
57. ????}??
58. ??
59. }??

?

?

4、指导者。有了具体的生成器实现后，需要由指导者来指导它进行具体的产品构建。示例代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. /**?
2. ?*?指导者，指导使用生成器的接口来构建输出的文件对象?
3. ?*??
4. ?*?@author?FX_SKY?
5. ?*??
6. ?*/??
7. public?class?Director?{??
8. ??
9. ????/**?
10. ?????*?持有当前需要的使用的生成器对象?
11. ?????*/??
12. ????private?Builder?builder;??
13. ??
14. ????/**?
15. ?????*?构造方法，传入生成器对象?
16. ?????*??
17. ?????*?@param?builder?
18. ?????*/??
19. ????public?Director(Builder?builder)?{??
20. ????????this.builder?=?builder;??
21. ????}??
22. ??
23. ????public?void?construct(ExportHeaderModel?ehm,??
24. ????????????Map<String,?List<ExportDataModel>>?mapData,?ExportFooterModel?efm)?{??
25. ??
26. ????????//1.先构建Header??
27. ????????builder.buildHeader(ehm);??
28. ??????????
29. ????????//2.然后构建Body??
30. ????????builder.buildBody(mapData);??
31. ??????????
32. ????????//3.再构建Footer??
33. ????????builder.buildFooter(efm);??
34. ????}??
35. }??

?

?

5、客户端测试代码如下：

?

[java]?view plaincopy ?

1. public?class?Client?{??
2. ??
3. ????/**?
4. ?????*?@param?args?
5. ?????*/??
6. ????public?static?void?main(String[]?args)?{??
7. ??????????
8. ????????//准备测试数据??
9. ????????ExportHeaderModel?ehm?=?new?ExportHeaderModel();??
10. ????????ehm.setDepId("一分公司");??
11. ????????ehm.setExportDate("2010-05-18");??
12. ??????????
13. ????????Map<String,?List<ExportDataModel>>?mapData?=?new?HashMap<String,?List<ExportDataModel>>();??
14. ????????List<ExportDataModel>?col?=?new?ArrayList<ExportDataModel>();??
15. ??????????
16. ????????ExportDataModel?edm1?=?new?ExportDataModel();??
17. ????????edm1.setProductId("产品001号");??
18. ????????edm1.setPrice(100);??
19. ????????edm1.setAmount(80);??
20. ??????????
21. ????????ExportDataModel?edm2?=?new?ExportDataModel();??
22. ????????edm2.setProductId("产品002号");??
23. ????????edm2.setPrice(120);??
24. ????????edm2.setAmount(280);??
25. ??????????
26. ????????ExportDataModel?edm3?=?new?ExportDataModel();??
27. ????????edm3.setProductId("产品003号");??
28. ????????edm3.setPrice(320);??
29. ????????edm3.setAmount(380);??
30. ??????????
31. ????????col.add(edm1);??
32. ????????col.add(edm2);??
33. ????????col.add(edm3);??
34. ??????????
35. ????????mapData.put("销售记录表",?col);??
36. ??????????
37. ????????ExportFooterModel?efm?=?new?ExportFooterModel();??
38. ????????efm.setExportUser("张三");??
39. ??????????
40. ????????//测试输出到文本文件??
41. ????????TxtBuilder?txtBuilder?=?new?TxtBuilder();??
42. ????????//创建指导者对象??
43. ????????Director?director?=?new?Director(txtBuilder);??
44. ????????director.construct(ehm,?mapData,?efm);??
45. ??????????
46. ????????//把要输出的内容输出到控制台看看??
47. ????????System.out.println("输出到文本文件的内容:"+txtBuilder.getResult().toString());??
48. ??????????
49. ????????XmlBuilder?xmlBuilder?=?new?XmlBuilder();??
50. ????????Director?director2?=?new?Director(xmlBuilder);??
51. ????????director2.construct(ehm,?mapData,?efm);??
52. ??????????
53. ????????//把要输出的内容输出到控制台看看??
54. ????????System.out.println("输出到Xml文件的内容:"+xmlBuilder.getResult().toString());??
55. ????}??
56. ??
57. }??

?

?

生成器模式的功能

生成器模式的主要功能是构建复杂的产品，而且是细化的，分步骤的构建产品，也就是生成器模式重在一步一步解决构造复杂对象的问题。如果仅仅这么认知生成器模式的功能是不够的。

更为重要的是，这个构建的过程是统一的、固定不变的，变化的部分放到生成器部分了，只要配置不同的生成器，那么同样的构建过程，就能构建出不同的产品来。

?

使用生成器模式构建复杂的对象

考虑这样的一个实际应用，Android图片异步加载框架，需要要创建图片加载配置的对象，里面很多属性的值都有约束，要求创建出来的对象是满足这些约束规则的。约束规则比如，线程池的数量不能小于2个、内存图片缓存的大小不能为负值等等。

?

要想简洁直观、安全性好，有具有很好的扩展性地创建这个对象的话，一个较好的选择就是使用Builder模式，把复杂的创建过程通过Builder来实现。

采用Builder模式来构建复杂的对象，通常会对Builder模式进行一定的简化，因为目标明确，就是创建某个复杂对象，因此做适当简化会使程序更简洁。大致简化如下：

?

• 由于是用Builder模式来创建某个对象，因此就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。
• 对于创建一个负责的对象，可能会有很多种不同的选择和步骤，干脆去掉“指导者”，把指导者的功能和Client的功能合并起来，也就是说，Client就相当于指导者，它来指导构建器类去构建需要的复杂对象。

?

?

?

[java]?view plaincopy ?

1. public?final?class?ImageLoaderConfiguration?{??
2. ??
3. ????final?Executor?taskExecutor;??
4. ??
5. ????final?int?memoryCacheSize;??
6. ??????
7. ????final?int?threadPoolSize;??
8. ????final?int?threadPriority;??
9. ??
10. ????final?boolean?writeLogs;??
11. ??
12. ????private?ImageLoaderConfiguration(final?Builder?builder)?{??
13. ????????taskExecutor?=?builder.taskExecutor;??
14. ????????threadPoolSize?=?builder.threadPoolSize;??
15. ????????threadPriority?=?builder.threadPriority;??
16. ????????memoryCacheSize?=?builder.memoryCacheSize;??
17. ????????writeLogs?=?builder.writeLogs;??
18. ????}??
19. ??
20. ????/**?
21. ?????*?Builder?for?{@link?ImageLoaderConfiguration}?
22. ?????*?
23. ?????*?@author?Sergey?Tarasevich?(nostra13[at]gmail[dot]com)?
24. ?????*/??
25. ????public?static?class?Builder?{??
26. ??
27. ????????public?static?final?int?DEFAULT_THREAD_POOL_SIZE?=?3;??
28. ??????????
29. ????????public?static?final?int?DEFAULT_THREAD_PRIORITY?=?Thread.NORM_PRIORITY?-?1;??
30. ??
31. ????????private?int?memoryCacheSize?=?0;??
32. ??????????
33. ????????private?Executor?taskExecutor?=?null;??
34. ??
35. ????????private?int?threadPoolSize?=?DEFAULT_THREAD_POOL_SIZE;??
36. ????????private?int?threadPriority?=?DEFAULT_THREAD_PRIORITY;??
37. ??
38. ????????private?boolean?writeLogs?=?false;??
39. ??
40. ????????public?Builder()?{??
41. ????????}??
42. ??
43. ????????public?Builder?taskExecutor(Executor?executor)?{??
44. ????????????if?(threadPoolSize?!=?DEFAULT_THREAD_POOL_SIZE?||?threadPriority?!=?DEFAULT_THREAD_PRIORITY)?{??
45. ??????????????
46. ????????????}??
47. ??
48. ????????????this.taskExecutor?=?executor;??
49. ????????????return?this;??
50. ????????}??
51. ??
52. ????????public?Builder?threadPoolSize(int?threadPoolSize)?{??
53. ??
54. ????????????this.threadPoolSize?=?threadPoolSize;??
55. ????????????return?this;??
56. ????????}??
57. ??
58. ????????public?Builder?threadPriority(int?threadPriority)?{??
59. ??
60. ????????????if?(threadPriority?<?Thread.MIN_PRIORITY)?{??
61. ????????????????this.threadPriority?=?Thread.MIN_PRIORITY;??
62. ????????????}?else?{??
63. ????????????????if?(threadPriority?>?Thread.MAX_PRIORITY)?{??
64. ????????????????????this.threadPriority?=?Thread.MAX_PRIORITY;??
65. ????????????????}?else?{??
66. ????????????????????this.threadPriority?=?threadPriority;??
67. ????????????????}??
68. ????????????}??
69. ????????????return?this;??
70. ????????}??
71. ??
72. ????????public?Builder?memoryCacheSize(int?memoryCacheSize)?{??
73. ????????????if?(memoryCacheSize?<=?0)?throw?new?IllegalArgumentException("memoryCacheSize?must?be?a?positive?number");??
74. ??
75. ????????????this.memoryCacheSize?=?memoryCacheSize;??
76. ????????????return?this;??
77. ????????}??
78. ??
79. ????????public?Builder?writeDebugLogs()?{??
80. ????????????this.writeLogs?=?true;??
81. ????????????return?this;??
82. ????????}??
83. ??
84. ????????/**?Builds?configured?{@link?ImageLoaderConfiguration}?object?*/??
85. ????????public?ImageLoaderConfiguration?build()?{??
86. ????????????initEmptyFieldsWithDefaultValues();??
87. ????????????return?new?ImageLoaderConfiguration(this);??
88. ????????}??
89. ??
90. ????????private?void?initEmptyFieldsWithDefaultValues()?{??
91. ????????????if?(taskExecutor?==?null)?{??
92. ??????????????????
93. ????????????}??
94. ????????}??
95. ????}??
96. }??

客户端调用示例代码如下：

?

?

[java]?view plaincopy ?

1. public?class?Client?{??
2. ??
3. ????/**?
4. ?????*?@param?args?
5. ?????*/??
6. ????public?static?void?main(String[]?args)?{??
7. ??????????
8. ????????ImageLoaderConfiguration??config?=?new?ImageLoaderConfiguration.Builder()??
9. ????????.taskExecutor(Executors.newCachedThreadPool())??
10. ????????.threadPoolSize(3)??
11. ????????.threadPriority(Thread.MIN_PRIORITY?+?3)??
12. ????????.memoryCacheSize(1024*16)??
13. ????????.build();??
14. ????}??
15. ??
16. }??

?

?

生成器模式的优点

松散耦合

生成器模式可以用同一个构建算法构建出表现上完全不同的产品，实现产品构建和产品表现上的分离。生成器模式正是把产品构建的过程独立出来，使它和具体产品的表现分松散耦合，从而使得构建算法可以复用，而具体产品表现也可以很灵活地、方便地扩展和切换。

可以很容易的改变产品的内部表示

在生成器模式中，由于Builder对象只是提供接口给Director使用，那么具体部件创建和装配方式是被Builder接口隐藏了的，Director并不知道这些具体的实现细节。这样一来，要想改变产品的内部表示，只需要切换Builder接口的具体实现即可，不用管Director，因此变得很容易。

更好的复用性

生成器模式很好的实现构建算法和具体产品实现的分离。这样一来，使得构建产品的算法可以复用。同样的道理，具体产品的实现也可以复用，同一个产品的实现，可以配合不同的构建算法使用。

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生成器模式的本质：分离整体构建算法和部件构造。

虽然在生成器模式的整体构建算法中，会一步一步引导Builder来构建对象，但这并不是说生成器主要就是用来实现分步骤构建对象的。生成器模式的重心还是在于分离整体构建算法和部件构造，而分步骤构建对象不过是整体构建算法的一个简单表现，或者说是一个附带产物。

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何时选用生成器模式

建议在以下情况中选用生成器模式。

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• 如果创建对象的算法，应该独立于该对象的组成部分以及它们的装配方式时。
• 如果同一个构建过程有着不同的表示时。