建造者模式

小灰灰 2020-06-13 05:36 713阅读 0赞

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 *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*，我们的演示类使用 *MealBuilder* 来创建一个 *Meal*。

![建造者模式][format_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 {
    
        String name();
    
        Packing packing();
    
        float price();
    
    }

*Packing.java*

public interface Packing {
        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 String name() {
            return "Veg Burger";
        }
    
        @Override
        public float price() {
            return 25.0f;
        }
    
    }

*ChickenBurger.java*

public class ChickenBurger extends Burger {
    
        @Override
        public String name() {
            return "Chicken Burger";
        }
    
        @Override
        public float price() {
            return 50.5f;
        }
    
    }

*Coke.java*

public class Coke extends ColdDrink {
    
        @Override
        public String name() {
            return "Coke";
        }
    
        @Override
        public float price() {
            return 30.0f;
        }
    
    }

*Pepsi.java*

public class Pepsi extends ColdDrink {
    
        @Override
        public String name() {
            return "Pepsi";
        }
    
        @Override
        public float price() {
            return 35.0f;
        }
    
    }

#### 步骤 5 ####

创建一个 Meal 类，带有上面定义的 Item 对象。

*Meal.java*

public class Meal {
    
        private List<Item> items = new ArrayList<>();
    
        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

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