建造者模式详解
目录
简介
概要
意图
主要解决
何时使用
如何解决
关键代码
应用实例
优点
缺点
使用场景
注意事项
结构
实现
编辑
步骤 1
步骤 2
步骤 3
步骤 4
步骤 5
步骤 6
步骤 7
步骤 8
简介
建造者模式是一种创建型设计模式，它允许你创建复杂对象的步骤与表示方式相分离。
建造者模式是一种创建型设计模式，它的主要目的是将一个复杂对象的构建过程与其表示相分离，从而可以创建具有不同表示形式的对象。
概要
意图
将一个复杂的构建过程与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
主要解决
在软件系统中，一个复杂对象的创建通常由多个部分组成，这些部分的组合经常变化，但组合的算法相对稳定。
何时使用
当一些基本部件不变，而其组合经常变化时。
如何解决
将变与不变的部分分离开。
关键代码
- 建造者：创建并提供实例。
- 导演：管理建造出来的实例的依赖关系和控制构建过程。
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，生成出不同的"套餐"。
- Java 中的
StringBuilder。
优点
- 分离构建过程和表示，使得构建过程更加灵活，可以构建不同的表示。
- 可以更好地控制构建过程，隐藏具体构建细节。
- 代码复用性高，可以在不同的构建过程中重复使用相同的建造者。
缺点
- 如果产品的属性较少，建造者模式可能会导致代码冗余。
- 增加了系统的类和对象数量。
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于零件装配的顺序。
结构
建造者模式包含以下几个主要角色：
-
产品（Product）：要构建的复杂对象。产品类通常包含多个部分或属性。
-
抽象建造者（Builder）：定义了构建产品的抽象接口，包括构建产品的各个部分的方法。
-
具体建造者（Concrete Builder）：实现抽象建造者接口，具体确定如何构建产品的各个部分，并负责返回最终构建的产品。
-
指导者（Director）：负责调用建造者的方法来构建产品，指导者并不了解具体的构建过程，只关心产品的构建顺序和方式。
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 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 Item {
public String name();
public Packing packing();
public float price();
}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- items = new ArrayList
- ();
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 MealBuilder 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