Java设计模式——建造者模式（Builder Pattern）

建造者模式的定义

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。

建造者模式结构详解

建造模式通常包括下面几个角色：
1. 抽象建造者（builder）：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建，并不涉及具体的对象部件的创建。
2. 建造者（ConcreteBuilder）：实现Builder接口，针对不同的商业逻辑，具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后，提供产品的实例。
3. 导演类（Director）：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
4. 产品类（Product）：要创建的复杂对象。

建造者模式的代码示例

我们假设一个KFC中的商业模式，KFC中有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。

第一步：创建一个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();}

第二步：创建实现 Packing 接口的实体类。

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";   }}

第三步：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();}

第四步：创建扩展了 Burger 和 ColdDrink 的实体类。

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";   }}

第五步：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());      }           }    }

第六步：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;   }}

第七步：BuiderPatternDemo 使用 MealBuider 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());   }}

第八步：验证输出

Veg MealItem : Veg Burger, Packing : Wrapper, Price : 25.0Item : Coke, Packing : Bottle, Price : 30.0Total Cost: 55.0Non-Veg MealItem : Chicken Burger, Packing : Wrapper, Price : 50.5Item : Pepsi, Packing : Bottle, Price : 35.0Total Cost: 85.5

建造者模式的优缺点

优点

1、建造者独立，易扩展。
2、便于控制细节风险。

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。

建造者模式的使用场景

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。