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。

一、介绍 #

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，但是将他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： #

（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。

7、优点： #

（1）建造者独立，易扩展。

（2）便于控制细节风险。

8、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。

9、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。

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。

二、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汉堡（Burger）和一杯冷饮（Cold drink）。汉堡（Burger）可以是素食汉堡（Ver 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），他们是装在瓶子中。

我们将创建一个表示事物条目（比如汉堡和冷饮）的Item接口和实现Item接口的实现类，以及一个表示事物包装的Packing接口和实现Packing接口的实现类，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。

//Item.java
public interface Item {
   public String name();
   public Packing packing();
   public float price();    
}

//Packing.java
public interface Packing {
   public String pack();
}

步骤2

创建实现Packing接口的实现类。

//Wrapper.java
public class Wrapper implements Packing {
 
   @Override
   public String pack() {
      return "Wrapper";
   }
}

//Bottle.java
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。

//Burger.java
public abstract class Burger implements Item {
 
   @Override
   public Packing packing() {
      return new Wrapper();
   }
 
   @Override
   public abstract float price();
}

//ColdDrink.java
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的实现类。

//VegBurger.java
public class VegBurger extends Burger {
 
   @Override
   public float price() {
      return 25.0f;
   }
 
   @Override
   public String name() {
      return "Veg Burger";
   }
}

//ChickenBurger.java
public class ChickenBurger extends Burger {
 
   @Override
   public float price() {
      return 50.5f;
   }
 
   @Override
   public String name() {
      return "Chicken Burger";
   }
}

//Coke.java
public class Coke extends ColdDrink {
 
   @Override
   public float price() {
      return 30.0f;
   }
 
   @Override
   public String name() {
      return "Coke";
   }
}

//Pepsi.java
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。

//Meal.java
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();
      }        
   }    
}

步骤6

创建一个MealBuilder类，实际的builder类负责创建Meal对象。

//MealBuilder.java
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

BuilderPatternDemo使用MealBuilder来演示建造者模式（Builder Pattern）。

//BuilderPatternDemo.java
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