建造者模式
- 摘要
- 实现
- 范例
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
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
建造者模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。
摘要
1. 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
2. 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
3. 何时使用
一些基本部件不会变,而其组合经常变化的时候
4. 如何解决
将变与不变分离开
5. 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
6. 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;
7. 优点
- 建造者独立,易扩展;
- 便于控制细节风险;
8. 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;
9. 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;
10. 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
我们以一家快餐店为例
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
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
最后使用 MealBuilder
来创建一个 Meal
范例
1. 创建一个表示食物条目和食物包装的接口.
Item.java
package com.demo.gof;
public interface Item {public String name();public Packing packing();public float price();
}
Packing.java
package com.demo.gof;
public interface Packing {public String pack();
}
2. 创建实现 Packing 接口的实体类
Wrapper.java
package com.demo.gof;
public class Wrapper implements Packing {@Overridepublic String pack() {return "Wrapper";}
}
Bottle.java
package com.demo.gof;
public class Bottle implements Packing {@Overridepublic 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
package com.demo.gof;
public abstract class Burger implements Item {@Overridepublic Packing packing() {return new Wrapper();}@Overridepublic abstract float price();
}
ColdDrink.java
package com.demo.gof;
public abstract class ColdDrink implements Item {@Overridepublic Packing packing() {return new Bottle();}@Overridepublic abstract float price();
}
4. 创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类
VegBurger.java
package com.demo.gof;
public class VegBurger extends Burger {@Overridepublic float price() {return 25.0f;}@Overridepublic String name() {return "Veg Burger";}
}
ChickenBurger.java
package com.demo.gof;
public class ChickenBurger extends Burger {@Overridepublic float price() {return 50.5f;}@Overridepublic String name() {return "Chicken Burger";}
}
Coke.java
package com.demo.gof;
public class Coke extends ColdDrink {@Overridepublic float price() {return 30.0f;}@Overridepublic String name() {return "Coke";}
}
Pepsi.java
package com.demo.gof;
public class Pepsi extends ColdDrink {@Overridepublic float price() {return 35.0f;}@Overridepublic String name() {return "Pepsi";}
}
5. 创建一个 Meal 类,带有上面定义的 Item 对象
Meal.java
package com.demo.gof;
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
package com.demo.gof;
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
package com.demo.gof;
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());}
}
编译运行以上 Java 范例,输出结果如下
$ javac -d . src/main/com.demo/gof/BuilderPatternDemo.java
$ java com.demo.gof.BuilderPatternDemo
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