建造者模式

Posted 2023-02-01

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。

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。

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。

建造者模式将复杂产品的构建过程封装在不同的方法中，使得创建过程非常清晰，能够让我们更加精确的控制复杂产品对象的创建过程，同时它隔离了复杂产品对象的创建和使用，使得相同的创建过程能够创建不同的产品。用一个指挥官去指定需要创建哪个对象，指定了创建顺序。把具体的创建过程隐藏了起来。如果需要创建不同种类的对象只需要传入不同的实现类就行了。这就是建造者模式。

但是如果某个产品的内部结构过于复杂，将会导致整个系统变得非常庞大，不利于控制，同时若干个产品之间存在较大的差异，则不适用建造者模式，毕竟这个世界上存在相同点大的两个产品不多，所以它的使用范围有限。

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。

1、创建一个表示食物条目和食物包装的接口

食物接口 Item.java

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

包装接口 Packing.java

public interface Packing 
   public String pack();

2、创建实现 Packing 接口的实体类

纸盒 Wrapper.java

public class Wrapper implements Packing 
 
   @Override
   public String pack() 
      return "Wrapper";
   

瓶子 Bottle.java

public class Bottle implements Packing 
 
   @Override
   public String pack() 
      return "Bottle";
   

3、创建实现 Item 接口的抽象类，该类提供了默认的功能

汉堡抽象类 Burger.java

public abstract class Burger implements Item 
 
   @Override
   public Packing packing() 
      return new Wrapper();//注意这里是一个包装类
   
 
   @Override
   public abstract float price();

冷饮抽象类 ColdDrink.java

public abstract class ColdDrink implements Item 
    
    @Override
    public Packing packing() 
       return new Bottle();  //注意这里是一个包装类
    
 
    @Override
    public abstract float price();

4、创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。

素食汉堡 VegBurger.java

public class VegBurger extends Burger 
 
   @Override
   public float price() 
      return 25.0f;
   
 
   @Override
   public String name() 
      return "Veg Burger";
   

鸡肉汉堡 ChickenBurger.java

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

可乐 Coke.java

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

雪碧 Pepsi.java

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

5、创建一个 Meal 类，带有上面定义的 Item 对象。

套餐 Meal.java

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class Meal 
   private List<Item> items = new ArrayList<Item>();    
   //套餐增加食物
   public void addItem(Item item)
      items.add(item);
   
   //获取套餐总价格
   public float getCost()
      float cost = 0.0f;
      for (Item item : items) 
         cost += item.price();
              
      return cost;
   
    //打印套餐信息
   public void showItems()
      for (Item item : items) 
         System.out.print("Item : "+item.name());
          //item.packing()返回的是packing 类对象
         System.out.print(", Packing : "+item.packing().pack());
         System.out.println(", Price : "+item.price());
              
       

6、创建一个 MealBuilder 类，实际的 builder 类负责创建 Meal 对象。

各种套餐组合 MealBuilder.java**（指挥官，核心类）**

public class MealBuilder 
   //套餐一：素食汉堡加可乐
   public Meal prepareVegMeal ()
      Meal meal = new Meal();
      meal.addItem(new VegBurger());
      meal.addItem(new Coke());
      return meal;
      
  //套餐二：鸡肉汉堡加雪碧
   public Meal prepareNonVegMeal ()
      Meal meal = new Meal();
      meal.addItem(new ChickenBurger());
      meal.addItem(new Pepsi());
      return meal;
   

7、BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 来演示建造者模式（Builder Pattern）。

顾客点套餐 BuilderPatternDemo.java

public class BuilderPatternDemo 
   public static void main(String[] args) 
      MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
      //套餐一：素食汉堡加可乐
      Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();
      System.out.println("Veg Meal");
      vegMeal.showItems();
      System.out.println("Total Cost: " +vegMeal.getCost());
      //套餐二：鸡肉汉堡加雪碧
      Meal nonVegMeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();
      System.out.println("\\n\\nNon-Veg Meal");
      nonVegMeal.showItems();
      System.out.println("Total Cost: " +nonVegMeal.getCost());
   

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