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建構成一個複雜的物件。這種類型的設計模式屬於創建型模式,它提供了一種創建物件的最佳方式。
一個 Builder 類別會一步一步建構最終的物件。該 Builder 類別是獨立於其他物件的。
介紹
意圖:將一個複雜的建構與其表示相分離,使得同樣的建構過程可以創建不同的表示。
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"的創建工作,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:有些基本部件不會改變,而其組合經常改變的時候。
如何解決:將變與不變分離開。
關鍵程式碼:建造者:建立和提供實例,導演:管理建造出來的實例的依賴關係。
應用實例: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。 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、需要產生的物件具有複雜的內部結構。 2、需要產生的物件內部屬性本身相互依賴。
注意事項:與工廠模式的差異是:建造者模式更專注於與零件組裝的順序。
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),它們是裝在瓶子裡。
我們將創建一個表示食物條目(例如漢堡和冷飲)的Item 介面和實作Item 介面的實體類,以及一個表示食物包裝的Packing 介面與實作Packing 介面的實體類,漢堡是包在紙匣中,冷飲是裝在瓶子裡。
然後我們創建一個Meal 類,帶有Item 的ArrayList 和一個透過結合Item 來創建不同類型的Meal 物件的MealBuilder。 BuilderPatternDemo,我們的示範類別使用 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
建立實作Packing 接口的實體類別。
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
建立實作Item 接口的抽象類,該類別提供了預設的功能。
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
建立擴充了Burger和ColdDrink 的實體類別。
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,並帶有上面定義的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 類別負責建立 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 7BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 來示範建造者模式(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