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:

• 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"
• JAVA 中的 StringBuilder

优点:

• 建造者独立，易扩展

• 便于控制细节风险

缺点:

• 产品必须有共同点，范围有限制
• 如内部变化复杂，会有很多的建造类

使用场景:

• 需要生成的对象具有复杂的内部结构

• 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

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();
    }

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";
       }
    }

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();
    }

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";
       }
    }

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());
          }
       }
    }

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;
       }
    }

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());
       }
    }