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設計模式(4)-- 建造者模式

建造者模式(Builder Pattern)使用多個簡單的物件一步一步構建成一個複雜的物件。這種型別的設計模式屬於建立型模式,它提供了一種建立物件的最佳方式。

一個 Builder 類會一步一步構造最終的物件。該 Builder 類是獨立於其他物件的。

介紹

意圖:將一個複雜的構建與其表示相分離,使得同樣的構建過程可以建立不同的表示。

主要解決:主要解決在軟體系統中,有時候面臨著"一個複雜物件"的建立工作,其通常由各個部分的子物件用一定的演算法構成;由於需求的變化,這個複雜物件的各個部分經常面臨著劇烈的變化,但是將它們組合在一起的演算法卻相對穩定。

何時使用:一些基本部件不會變,而其組合經常變化的時候。

如何解決:將變與不變分離開。

關鍵程式碼:建造者:建立和提供例項,導演:管理建造出來的例項的依賴關係。

應用例項:1、去肯德基,漢堡、可樂、薯條、炸雞翅等是不變的,而其組合是經常變化的,生成出所謂的"套餐"。2、JAVA 中的 StringBuilder。

優點:1、建造者獨立,易擴充套件。2、便於控制細節風險。

缺點:1、產品必須有共同點,範圍有限制。2、如內部變化複雜,會有很多的建造類。

使用場景:1、需要生成的物件具有複雜的內部結構。2、需要生成的物件內部屬性本身相互依賴。

注意事項:與工廠模式的區別是:建造者模式更加關注與零件裝配的順序。

實現

我們假設一個快餐店的商業案例,其中,一個典型的套餐可以是一個漢堡(Burger)和一杯冷飲(Cold drink)。漢堡(Burger)可以是素食漢堡(Veg Burger)或雞肉漢堡(Chicken Burger),它們是包在紙盒中。冷飲(Cold drink)可以是可口可樂(coke)或百事可樂(pepsi),它們是裝在瓶子中。

我們將建立一個表示食物條目(比如漢堡和冷飲)的 Item 介面和實現 Item 介面的實體類,以及一個表示食物包裝的 Packing 介面和實現 Packing 介面的實體類,漢堡是包在紙盒中,冷飲是裝在瓶子中。

然後我們建立一個 Meal 類,帶有 ItemArrayList 和一個通過結合 Item 來建立不同型別的 Meal 物件的 MealBuilderBuilderPatternDemo,我們的演示類使用 MealBuilder 來建立一個 Meal


步驟 1

建立一個表示食物條目和食物包裝的介面。

Item.java

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

Packing.java

public interface Packing {
   public String pack();
}

步驟 2

建立實現 Packing 介面的實體類。

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";
   }
}

步驟 3

建立實現 Item 介面的抽象類,該類提供了預設的功能。

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();
}

步驟 4

建立擴充套件了 Burger 和 ColdDrink 的實體類。

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";
   }
}

步驟 5

建立一個 Meal 類,帶有上面定義的 Item 物件。

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());
      }        
   }    
}

步驟 6

建立一個 MealBuilder 類,實際的 builder 類負責建立 Meal 物件。

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;
   }
}

步驟 7

BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 來演示建造者模式(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());
   }
}

步驟 8

驗證輸出。

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