设计模式(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

建造者模式的 UML 图

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

ChickenBurger.java

public class ChickenBurger extends Burger { @ Override public float price ( ) { return 50 .5 f ; } @ Override public String name ( ) { return " Chicken Burger " ; } }

Coke.java

public class Coke extends ColdDrink { @ Override public float price ( ) { return 30 .0 f ; } @ Override public String name ( ) { return " Coke " ; } }

Pepsi.java

public class Pepsi extends ColdDrink { @ Override public float price ( ) { return 35 .0 f ; } @ 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 .0 f ; 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 \n Non-Veg Meal " ) ; nonVegMeal . showItems ( ) ; System . out . println ( " Total Cost: " + nonVegMeal . getCost ( ) ) ; } }

步骤 8

执行程序,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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