建造者模式(Builder Pattern)

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建造者模式

建造都模式(Builder Pattern)使用多个简单的对象一步一下构建成一个复杂的对象。这种类型的设计属于创建型模式，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类是独立于其它对象的。

说明

• 功能：将一个复杂的构建与其表示分离，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，同于需求的变化，这个复杂的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相对稳定。
• 何时使用： 一些基本的部件不变，而其组合经常变化的场景；
• 如何解决：将变与不变分离；
• 关键代码： 建造都->创建提供实例,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。
Item.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public interface Item {
    public String name();
    public Packing packing();
    public float price();
}

Packing.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public interface Packing {
    public String pack();
}

步骤2

创建实现Packing接口的实体类
Wrapper.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public class Wrapper implements Packing {
    @Override
    public String pack() {
        return "Wrapper";
    }
}

Bottle.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
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。
Buger.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public abstract class Burger implements Item {
    @Override
    public Packing packing() {
        return new Wrapper();
    }

    @Override
    public abstract float price();
}

ColdDrink.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
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

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public class VegBurger extends Burger {
    @Override
    public float price() {
        return 25.0f;
    }

    @Override
    public String name(){
        return "Veg Burger";
    }
}

ChickenBurger.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public class ChickenBurger extends Burger {
    @Override
    public String name() {
        return "Chicken Burger";
    }

    @Override
    public float price() {
        return 50.5f;
    }
}

Coke.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public class Coke extends ColdDrink {
    @Override
    public String name() {
        return "Coke";
    }

    @Override
    public float price() {
        return 30.0f;
    }
}

Pesi.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
public class Pesi extends ColdDrink {
    @Override
    public String name() {
        return "Pesi";
    }

    @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

package framework.builder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
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.println("Item :"+ item.name());
            System.out.println(", 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

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
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 Pesi());
        return meal;
    }
}

步骤7

BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 来演示建造者模式（Builder Pattern）。
BuilderPatternDemo.java

package framework.builder;

/**
 * Created by david.tian on 12/09/2017.
 */
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 :Pesi
, Packing :Bottle
, Price :35.0
Total Cost: 85.5