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java设计模式之建造者模式

程序员文章站 2022-05-04 14:23:07
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。模式介绍: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...

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。

模式介绍:

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。

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和依赖关系。

应用实例:

  • 去肯德基,汉堡、可乐、薯条、炸鸡等是不变的,而其组合是经常变化的,生成所谓的“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部件装配的顺序。

实现:

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)或者是(pepsi),它们是装载瓶子中。

我们将建造一个表示食物条目(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。

然后我们将创建要给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类使用MealBuilder来创建一个Meal。

食物条目接口:

//Item.java
public interface Item{
    public String name();
    public Packing packing();
    public float price();
}

食物包装接口:

//Packing.java
public interface Packing{
    public String pack();
}

实现Packing接口的实体类:

//Wrapper.java
//纸盒包装
public class Wrapper implements Packing{
    @Override
    public String pack(){
        return "Wrapper";
    }
}
//Bottle.java
//瓶装
public class Bottle implements Packing{
    @Override
    public String pack(){
        return "Bottle";
    }
}

 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();
}

 扩展了Burger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 "Chick Burger";
    }
}

扩展了ColdDrink的实体类:

//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
    pbulic String name(){
        return "Pepsi";
    }
}

创建一个Meal类,带有上面的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 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());
        }
    }
}

创建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 prepareMonVegMeal(){
        Meal meal = new Meal();
        meal.addItem(new ChickenBurger()):
        meal.addItem(new Pepsi());
        return meal;
    }
}

 BuilderPatternDemo使用MealBuilder来演示建造者模式:

//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());
    }
}

 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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