設計模式 - 建造者模式

建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）使用多個簡單的對象一步一步構建成一個複雜的對象。這種類型的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立對象的最佳方式。

一個 Builder 類會一步一步構造最終的對象。該 Builder 類是獨立於其餘對象的。

介紹

意圖：將一個複雜的構建與其表示相分離，使得一樣的構建過程能夠建立不一樣的表示。

主要解決：主要解決在軟件系統中，有時候面臨着"一個複雜對象"的建立工做，其一般由各個部分的子對象用必定的算法構成；因爲需求的變化，這個複雜對象的各個部分常常面臨着劇烈的變化，可是將它們組合在一塊兒的算法卻相對穩定。

什麼時候使用：一些基本部件不會變，而其組合常常變化的時候。

如何解決：將變與不變分離開。

關鍵代碼：建造者：建立和提供實例，導演：管理建造出來的實例的依賴關係。

應用實例： 一、去肯德基，漢堡、可樂、薯條、炸雞翅等是不變的，而其組合是常常變化的，生成出所謂的"套餐"。 二、JAVA 中的 StringBuilder。

優勢： 一、建造者獨立，易擴展。 二、便於控制細節風險。

缺點： 一、產品必須有共同點，範圍有限制。 二、如內部變化複雜，會有不少的建造類。

使用場景： 一、須要生成的對象具備複雜的內部結構。 二、須要生成的對象內部屬性自己相互依賴。

注意事項：與工廠模式的區別是：建造者模式更加關注與零件裝配的順序。

 

實現

咱們假設一個快餐店的商業案例，其中，一個典型的套餐能夠是一個漢堡（Burger）和一杯冷飲（Cold drink）。漢堡（Burger）能夠是素食漢堡（Veg Burger）或雞肉漢堡（Chicken Burger），它們是包在紙盒中。冷飲（Cold drink）能夠是可口可樂（coke）或百事可樂（pepsi），它們是裝在瓶子中。

咱們將建立一個表示食物條目（好比漢堡和冷飲）的 Item 接口和實現 Item 接口的實體類，以及一個表示食物包裝的 Packing 接口和實現 Packing 接口的實體類，漢堡是包在紙盒中，冷飲是裝在瓶子中。

而後咱們建立一個 Meal 類，帶有 Item 的 ArrayList 和一個經過結合 Item 來建立不一樣類型的 Meal 對象的 MealBuilder。BuilderPatternDemo，咱們的演示類使用 MealBuilder 來建立一個 Meal。

步驟 1

建立一個表示食物條目和食物包裝的接口。

Item.java

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

Packing.java

public interface Packing {
   public String pack();
}

步驟 2

建立實現 Packing 接口的實體類。

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";
   }
}

步驟 3

建立實現 Item 接口的抽象類，該類提供了默認的功能。

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();
}

步驟 4

建立擴展了 Burger 和 ColdDrink 的實體類。

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";
   }
}

步驟 5

建立一個 Meal 類，帶有上面定義的 Item 對象。

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());
      }        
   }    
}

步驟 6

建立一個 MealBuilder 類，實際的 builder 類負責建立 Meal 對象。

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;
   }
}

步驟 7

BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 來演示建造者模式（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());
   }
}

步驟 8

驗證輸出。

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