设计模式(四)———建造者模式(Build Method):组装复杂的实例

设计模式(四)———建造者模式(Build Method):组装复杂的实例

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Intent

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。

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

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。

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。

Class Diagram

image.png

Builder(建造者)

Builder角色负责定义用于生成实例的接口(API),在角色中准备了用于生成实例的方法。

ConcreteBuilder(具体的建造者)

ConcreteBuilder角色是复制实现Builder角色的接口的类(API),定义在生成实例时实际被调用的方法。此外,在ConcreteBuilder角色中还定义了获取最终生成结果(Product)的方法。

Director(监工)

Director角色负责使用Builder角色的接口(API)来生成实例,他并不依赖ConcreteBuilder角色。为了确保不论ConcreteBuilder角色是如何被定义的,Director角色都能正常工作,它只调用在Builder中被定义的方法。

Implementation

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 ItemArrayList 和一个通过结合 Item 来创建不同类型的 Meal 对象的 MealBuilderBuilderPatternDemo,我们的演示类使用 MealBuilder 来创建一个 Meal

image.png

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 BurgerColdDrink 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。

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

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