java设计模式之建造者模式

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。

模式介绍：

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。

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和依赖关系。

应用实例：

• 去肯德基，汉堡、可乐、薯条、炸鸡等是不变的，而其组合是经常变化的，生成所谓的“套餐”。
• java中的StringBuilder

优点：

• 建造者独立，易扩展。
• 便于控制细节风险。

缺点：

• 产品必须有共同点，范围有限制。
• 如内部变化复杂，会有很多建造类。

使用场景：

• 需要生成的对象具有复杂的内部结构。
• 需要生成的对象内部本身相互依赖。

注意事项：与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零部件装配的顺序。

实现：

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)或者是(pepsi)，它们是装载瓶子中。

我们将建造一个表示食物条目（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。

然后我们将创建要给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类使用MealBuilder来创建一个Meal。

食物条目接口：

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

食物包装接口：

//Packing.java
public interface Packing{
    public String pack();
}

实现Packing接口的实体类：

//Wrapper.java
//纸盒包装
public class Wrapper implements Packing{
    @Override
    public String pack(){
        return "Wrapper";
    }
}

//Bottle.java
//瓶装
public class Bottle implements Packing{
    @Override
    public String pack(){
        return "Bottle";
    }
}

 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();
}

 扩展了Burger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 "Chick Burger";
    }
}

扩展了ColdDrink的实体类：

//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
    pbulic String name(){
        return "Pepsi";
    }
}

创建一个Meal类，带有上面的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 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());
        }
    }
}

创建MealBuilder类，实际的builder类负责创建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 prepareMonVegMeal(){
        Meal meal = new Meal();
        meal.addItem(new ChickenBurger()):
        meal.addItem(new Pepsi());
        return meal;
    }
}

 BuilderPatternDemo使用MealBuilder来演示建造者模式：

//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());
    }
}

 输出结果：

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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