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JAVA 建造者模式 深入分析JAVA 建造者模式

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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。

步骤 1

创建一个表示食物条目和食物包装的接口。

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

步骤 2

创建实现 Packing 接口的实体类。

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

public abstract class Burger implements Item {
 
  @Override
  public Packing packing() {
   return new Wrapper();
  }
 
  @Override
  public abstract float price();
}
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。

public class VegBurger extends Burger {
 
  @Override
  public float price() {
   return 25.0f;
  }
 
  @Override
  public String name() {
   return "Veg Burger";
  }
}
public class ChickenBurger extends Burger {
 
  @Override
  public float price() {
   return 50.5f;
  }
 
  @Override
  public String name() {
   return "Chicken Burger";
  }
}
public class Coke extends ColdDrink {
 
  @Override
  public float price() {
   return 30.0f;
  }
 
  @Override
  public String name() {
   return "Coke";
  }
}
public class Pepsi extends ColdDrink {
 
  @Override
  public float price() {
   return 35.0f;
  }
 
  @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。

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());
   }    
  }  
}

步骤 6

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

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)。

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

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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