Java设计模式学习笔记—建造者模式
Java设计模式学习笔记—建造者模式
前言
目前设计模式学习主要基于菜鸟教程的设计模式，后期不排除会追加从其他地方学来内容。
文章最后“Java设计模式笔记示例代码整合”为本系列代码整合，所有代码均为个人手打并运行测试，不定期更新。本节内容位于其Builder包（package）中。
建造者模式
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。
风语：感觉这个就是一个个简单的对象经过一层层递进式组合创建，最终形成一个复杂对象，这个是到目前接触到的设计模式中创建底层对象最多的一个。
资料卡片
基础资料卡
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。
如何解决
将变与不变分离开。
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。
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。
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。
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。
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。
具体实现
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。
1、创建一个表示食物条目（Item）和食物包装（Packing）的接口。
Item.java
public interface Item {
public String name();
public Packing packing();
public float price();
}Packing.java
public interface Packing {
public String pack();
}2、创建实现 Packing 接口的实体类。
Wrapper.java
纸盒包装，用于之后包装汉堡
public class Wrapper implements Packing {
public String pack() {
return "Wrapper";
}
}Bottle.java
瓶子包装，用于之后包装冷饮
public class Bottle implements Packing{
public 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
汉堡的抽象类
public abstract class Burger implements Item{
//包装-返回Wrapper，即纸盒包装
public Packing packing(){
return new Wrapper();
}
//价格
public abstract float price();
}ColdDrink.java
冷饮的抽象类
public abstract class ColdDrink implements Item{
//包装-返回Bottle，即瓶子包装
public Packing packing(){
return new Bottle();
}
//价格
public abstract float price();
}4、创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。
VegBurger.java
素食汉堡实体类
public class VegBurger extends Burger {
//名称
public String name() {
return "Veg Burger";
}
//价格
public float price() {
return 25.0f;
}
}ChickenBurger.java
鸡肉汉堡实体类
public class ChickenBurger extends Burger {
public String name() {
return "Chicken Burger";
}
public float price() {
return 50.5f;
}
}Coke.java
可口可乐
public class Coke extends ColdDrink {
public String name() {
return "Coke";
}
public float price() {
return 30.0f;
}
}Pepsi.java
百事可乐
public class Pepsi extends ColdDrink {
public String name() {
return "Pepsi";
}
public float price() {
return 35.0f;
}
}5、创建一个 Meal 类，带有上面定义的 Item 对象。
Meal.java
菜单类
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(",Prize : "+item.price());
}
}
}6、创建一个 MealBuilder 类，实际的 builder 类负责创建 Meal 对象。
MealBuilder.java
用于创建菜单的最终实体类，也就是食物链的最顶层。
public class MealBuilder {
//素食汉堡+可口可乐套餐
public Meal prepareVegMeal(){
Meal meal = new Meal();
meal.addItem(new VegBurger());
meal.addItem(new Coke());
return meal;
}
//鸡肉汉堡+百事可乐套餐
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
public class BuiderPatternDemo {
public static void main(String[] args){
MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
//创建一个 素食汉堡+可口可乐套餐 菜单
Meal vegMeal = mealBuilder.prepareVegMeal();
System.out.println("Veg Meal");
vegMeal.showItems();
System.out.println("Total Cost : "+vegMeal.getCost());
//创建一个 鸡肉汉堡+百事可乐套餐 菜单
Meal nonVegmeal = mealBuilder.prepareNonVegMeal();
System.out.println("\n\nNon-Veg Meal");
nonVegmeal.showItems();
System.out.println("Total Cost : "+nonVegmeal.getCost());
}
}8、验证输出。
Veg Meal
Item : Veg Burger,Packing : Wrapper,Prize : 25.0
Item : Coke,Packing : Bottle,Prize : 30.0
Total Cost : 55.0
Non-Veg Meal
Item : Chicken Burger,Packing : Wrapper,Prize : 50.5
Item : Pepsi,Packing : Bottle,Prize : 35.0
Total Cost : 85.5