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设计模式第5篇: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 ItemArrayList 和一个通过结合 Item 来创建不同类型的 Meal 对象的 MealBuilderBuilderPatternDemo,我们的演示类使用 MealBuilder 来创建一个 Meal

20191011007_1.png

步骤 1

创建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

创建实现 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

创建实现 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

创建扩展了 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

创建一个 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

创建一个 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 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

作者:jarodhu

来源:https://www.w3cschool.cn/shejimoshi/builder-pattern.html


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