Java單體應用 - 架構模式 - 03.設計模式-04.建造者模式

原文地址:http://www.work100.net/training/monolithic-architecture-design-patterns-builder-pattern.html
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建造者模式

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1 概述 -
2 實現 -

請參照如上章節導航進行閱讀

1.概述

建造者模式(Builder Pattern)使用多個簡單的對象一步一步構建成一個複雜的對象。
這種類型的設計模式屬於創建型模式,它提供了一種創建對象的最佳方式。

一個 Builder 類會一步一步構造最終的對象。該 Builder 類是獨立於其他對象的。

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創建不同的表示。

主要解決

主要解決在軟件系統中,有時候面臨着"一個複雜對象"的創建工作,其通常由各個部分的子對象用一定的算法構成;
由於需求的變化,這個複雜對象的各個部分經常面臨着劇烈的變化,但是將它們組合在一起的算法卻相對穩定。

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。

關鍵代碼

  • 建造者:創建和提供實例
  • 導演:管理建造出來的實例的依賴關係

應用實例

  • 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"
  • JAVA 中的 StringBuilder

優點

  • 建造者獨立,易擴展
  • 便於控制細節風險

缺點

  • 產品必須有共同點,範圍有限制
  • 如內部變化複雜,會有很多的建造類

使用場景

  • 需要生成的對象具有複雜的內部結構
  • 需要生成的對象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。

2.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。

我們將創建一個表示食物條目(比如漢堡和冷飲)的 Item 接口和實現 Item 接口的實體類,以及一個表示食物包裝的 Packing 接口和實現 Packing 接口的實體類,漢堡是包在紙盒中,冷飲是裝在瓶子中。

然後我們創建兩個類:

  • Meal 類:帶有 ItemArrayList,表示"套餐";
  • MealBuilder 類:通過結合 Item 來創建不同類型的 Meal 對象;

BuilderPatternDemo,我們的演示類使用 MealBuilder 來創建一個 Meal

步驟 1

創建一個表示食物條目和食物包裝的接口。

Item.java,代碼如下:

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

Packing.java,代碼如下:

public interface Packing {
   String pack();
}

步驟 2

創建實現 Packing 接口的實體類。

Wrapper.java,代碼如下:

public class Wrapper implements Packing {

   @Override
   public String pack() {
      return "Wrapper";
   }
}

Bottle.java,代碼如下:

public class Bottle implements Packing {

   @Override
   public String pack() {
      return "Bottle";
   }
}

步驟 3

創建實現 Item 接口的抽象類,該類提供了默認的功能。

Burger.java,代碼如下:

public abstract class Burger implements Item {

   @Override
   public Packing packing() {
      return new Wrapper();
   }

   @Override
   public abstract float price();
}

ColdDrink.java,代碼如下:

public abstract class ColdDrink implements Item {

    @Override
    public Packing packing() {
       return new Bottle();
    }

    @Override
    public abstract float price();
}

步驟 4

創建擴展了 BurgerColdDrink 的實體類。

VegBurger.java,代碼如下:

public class VegBurger extends Burger {

   @Override
   public float price() {
      return 25.0f;
   }

   @Override
   public String name() {
      return "Veg Burger";
   }
}

ChickenBurger.java,代碼如下:

public class ChickenBurger extends Burger {

   @Override
   public float price() {
      return 50.5f;
   }

   @Override
   public String name() {
      return "Chicken Burger";
   }
}

Coke.java,代碼如下:

public class Coke extends ColdDrink {

   @Override
   public float price() {
      return 30.0f;
   }

   @Override
   public String name() {
      return "Coke";
   }
}

Pepsi.java,代碼如下:

public class Pepsi extends ColdDrink {

   @Override
   public float price() {
      return 35.0f;
   }

   @Override
   public String name() {
      return "Pepsi";
   }
}

步驟 5

創建一個 Meal 類,帶有上面定義的 Item 對象。

Meal.java,代碼如下:

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

創建一個 MealBuilder 類,實際的 builder 類負責創建 Meal 對象。

MealBuilder.java,代碼如下:

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

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

BuilderPatternDemo.java,代碼如下:

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

執行程序,輸出結果:

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

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