建造者模式

建造者模式(Builder Pattern)使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

介绍

意图: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。
主要解决:主要解决在软件系统中,有时候面临着”一个复杂对象”的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成;由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化,但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
何时使用:一些基本部件不会变,而其组合经常变化的时候。
如何解决:将变与不变分离开。
关键代码:建造者:创建和提供实例,导演:管理建造出来的实例的依赖关系。
应用实例: 1、去肯德基,汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的,而其组合是经常变化的,生成出所谓的”套餐”。 2、JAVA 中的 StringBuilder。
优点: 1、建造者独立,易扩展。 2、便于控制细节风险。
缺点: 1、产品必须有共同点,范围有限制。 2、如内部变化复杂,会有很多的建造类。
使用场景: 1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
注意事项:与工厂模式的区别是:建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

实现

我们假设一个快餐店的商业案例,其中,一个典型的套餐可以是一个汉堡(Burger)和一杯冷饮(Cold drink)。汉堡(Burger)可以是素食汉堡(Veg Burger)或鸡肉汉堡(Chicken Burger),它们是包在纸盒中。冷饮(Cold drink)可以是可口可乐(coke)或百事可乐(pepsi),它们是装在瓶子中。
我们将创建一个表示食物条目(比如汉堡和冷饮)的 Item 接口和实现 Item 接口的实体类,以及一个表示食物包装的 Packing 接口和实现 Packing 接口的实体类,汉堡是包在纸盒中,冷饮是装在瓶子中。
然后我们创建一个 Meal 类,带有 Item 的 ArrayList 和一个通过结合 Item 来创建不同类型的 Meal 对象的 MealBuilder。BuilderPatternDemo,我们的演示类使用 MealBuilder 来创建一个 Meal。

步骤 1

创建一个表示食物条目和食物包装的接口。
Item.java

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public interface Item {
public String name();
public Packing packing();
public float price();
}

Packing.java

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public interface Packing {
public String pack();
}

步骤 2

创建实现 Packing 接口的实体类。
Wrapper.java

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public class Wrapper implements Packing {

@Override
public String pack() {
return "Wrapper";
}
}

Bottle.java

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public class Bottle implements Packing {

@Override
public String pack() {
return "Bottle";
}
}

步骤 3

创建实现 Item 接口的抽象类,该类提供了默认的功能。
Burger.java

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public abstract class Burger implements Item {

@Override
public Packing packing() {
return new Wrapper();
}

@Override
public abstract float price();
}

ColdDrink.java

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public abstract class ColdDrink implements Item {

@Override
public Packing packing() {
return new Bottle();
}

@Override
public abstract float price();
}

步骤 4

创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。
VegBurger.java

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public class VegBurger extends Burger {

@Override
public float price() {
return 25.0f;
}

@Override
public String name() {
return "Veg Burger";
}
}

ChickenBurger.java

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public class ChickenBurger extends Burger {

@Override
public float price() {
return 50.5f;
}

@Override
public String name() {
return "Chicken Burger";
}
}

Coke.java

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public class Coke extends ColdDrink {

@Override
public float price() {
return 30.0f;
}

@Override
public String name() {
return "Coke";
}
}

Pepsi.java

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public class Pepsi extends ColdDrink {

@Override
public float price() {
return 35.0f;
}

@Override
public String name() {
return "Pepsi";
}
}

步骤 5

创建一个 Meal 类,带有上面定义的 Item 对象。
Meal.java

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import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class Meal {
private List<Item> items = new ArrayList<Item>();

public void addItem(Item item){
items.add(item);
}

public float getCost(){
float cost = 0.0f;
for (Item item : items) {
cost += item.price();
}
return cost;
}

public void showItems(){
for (Item item : items) {
System.out.print("Item : "+item.name());
System.out.print(", Packing : "+item.packing().pack());
System.out.println(", Price : "+item.price());
}
}
}

步骤 6

创建一个 MealBuilder 类,实际的 builder 类负责创建 Meal 对象。
MealBuilder.java

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public class MealBuilder {

public Meal prepareVegMeal (){
Meal meal = new Meal();
meal.addItem(new VegBurger());
meal.addItem(new Coke());
return meal;
}

public Meal prepareNonVegMeal (){
Meal meal = new Meal();
meal.addItem(new ChickenBurger());
meal.addItem(new Pepsi());
return meal;
}
}

步骤 7

BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 来演示建造者模式(Builder Pattern)。
BuilderPatternDemo.java

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public class BuilderPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();

Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();
System.out.println("Veg Meal");
vegMeal.showItems();
System.out.println("Total Cost: " +vegMeal.getCost());

Meal nonVegMeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();
System.out.println("\n\nNon-Veg Meal");
nonVegMeal.showItems();
System.out.println("Total Cost: " +nonVegMeal.getCost());
}
}

步骤 8

验证输出。

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Veg Meal
Item : Veg Burger, Packing : Wrapper, Price : 25.0
Item : Coke, Packing : Bottle, Price : 30.0
Total Cost: 55.0


Non-Veg Meal
Item : Chicken Burger, Packing : Wrapper, Price : 50.5
Item : Pepsi, Packing : Bottle, Price : 35.0
Total Cost: 85.5

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