设计模式 - 建造者模式

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建立型模式，它提供了一种建立对象的最佳方式。

一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其余对象的。

介绍

意图：将一个复杂的构建与其表示相分离，使得一样的构建过程能够建立不一样的表示。

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"的建立工做，其一般由各个部分的子对象用必定的算法构成；因为需求的变化，这个复杂对象的各个部分常常面临着剧烈的变化，可是将它们组合在一块儿的算法却相对稳定。

什么时候使用：一些基本部件不会变，而其组合常常变化的时候。

如何解决：将变与不变分离开。

关键代码：建造者：建立和提供实例，导演：管理建造出来的实例的依赖关系。

应用实例： 一、去肯德基，汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的，而其组合是常常变化的，生成出所谓的"套餐"。 二、JAVA 中的 StringBuilder。

优势： 一、建造者独立，易扩展。 二、便于控制细节风险。

缺点： 一、产品必须有共同点，范围有限制。 二、如内部变化复杂，会有不少的建造类。

使用场景： 一、须要生成的对象具备复杂的内部结构。 二、须要生成的对象内部属性自己相互依赖。

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

咱们假设一个快餐店的商业案例，其中，一个典型的套餐能够是一个汉堡（Burger）和一杯冷饮（Cold drink）。汉堡（Burger）能够是素食汉堡（Veg Burger）或鸡肉汉堡（Chicken Burger），它们是包在纸盒中。冷饮（Cold drink）能够是可口可乐（coke）或百事可乐（pepsi），它们是装在瓶子中。

咱们将建立一个表示食物条目（好比汉堡和冷饮）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。

而后咱们建立一个 Meal 类，带有 Item 的 ArrayList 和一个经过结合 Item 来建立不一样类型的 Meal 对象的 MealBuilder。BuilderPatternDemo，咱们的演示类使用 MealBuilder 来建立一个 Meal。

步骤 1

建立一个表示食物条目和食物包装的接口。

Item.java

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

Packing.java

public interface Packing {
   public String pack();
}

步骤 2

建立实现 Packing 接口的实体类。

Wrapper.java

public class Wrapper implements Packing {

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

Bottle.java

public class Bottle implements Packing {

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

步骤 3

建立实现 Item 接口的抽象类，该类提供了默认的功能。

Burger.java

public abstract class Burger implements Item {

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

   @Override
   public abstract float price();
}

ColdDrink.java

public abstract class ColdDrink implements Item {

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

    @Override
    public abstract float price();
}

步骤 4

建立扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。

VegBurger.java

public class VegBurger extends Burger {

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

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

ChickenBurger.java

public class ChickenBurger extends Burger {

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

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

Coke.java

public class Coke extends ColdDrink {

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

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

Pepsi.java

public class Pepsi extends ColdDrink {

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

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

步骤 5

建立一个 Meal 类，带有上面定义的 Item 对象。

Meal.java

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

建立一个 MealBuilder 类，实际的 builder 类负责建立 Meal 对象。

MealBuilder.java

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

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。

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