創造型模式——建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）使用多個簡單的對象一步一步建構成一個複雜的對象。這種類型的設計模式屬于建立型模式，它提供了一種建立對象的最佳方式。

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

一、介紹

概述：将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建立不同的表示

适用場景：

需要生成的對象具有複雜的内部結構。
需要生成的對象内部屬性本身互相依賴。

實作方式：将變與不變分離開。

優點：

建造者獨立，易擴充。
便于控制細節風險。

缺點：

産品必須有共同點，範圍有限制。
如内部變化複雜，會有很多的建造類。

使用場景範例：

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。

PS：與工廠模式的差別是：建造者模式更加關注與零件裝配的順序。

二、範例

實作

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。

我們将建立一個表示食物條目（比如漢堡和冷飲）的 Item 接口和實作 Item 接口的實體類，以及一個表示食物包裝的 Packing 接口和實作 Packing 接口的實體類，漢堡是包在紙盒中，冷飲是裝在瓶子中。

然後我們建立一個 Meal 類，帶有 Item 的 ArrayList 和一個通過結合 Item 來建立不同類型的 Meal 對象的 MealBuilder。BuilderPatternDemo 類使用 MealBuilder 來建立一個 Meal。

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步驟 1

建立一個表示食物條目和食物包裝的接口。

Item.java

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

Packing.java

public interface Packing {
  public String pack();
}

步驟 2

建立實作 Packing 接口的實體類。

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

建立實作 Item 接口的抽象類，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 對象。

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());
    }
  }
}

步驟 6

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

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;
  }
}

步驟 7

BuiderPatternDemo 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

執行程式，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