一、什么是建造者模式
我们先说一个生活中的小例子，当我们在外面饭店吃饭时，比如点个水煮肉片，这家店可能会辣一点、那家店可能会咸一点、对面那家可能放青菜、隔壁那家可能放菠菜，每家店做出来的都不一样，明明都是水煮肉片却有不同的做法，如果都一样就不会说这家难吃那家好吃了。那再看快餐店，比如KFC，我们点个至尊虾堡，所有人不管在哪个城市哪家店，做法、味道都是一样的，为什么呢，因为它用料、时间、温度等等都是严格规定的，我们只需要下订单就行了，这就是一个建造者模式。
建造者模式（Builder） ，将一个复杂的对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。UML结构图如下：
其中，Director为指挥者/导演类，负责安排已有模块的顺序，然后告诉Builder开始建造；Builder是抽象建造者，规范产品的组建，一般由子类实现；ConcreteBuilder是具体建造者，实现抽象类定义的所有方法，并且返回一个组建好的对象；Product是产品类，通常实现了模板方法模式。
1. Director类
导演类起到封装的作用，避免高层模块深入到建造者内部的实现类。在建造者模式比较庞大时，导演类可以有多个。
public class Director {
public void Construct(Builder builder) {
builder.BuildPartA();
builder.BuildPartB();
}
}
2. Builder类
抽象建造者类，确定产品由两个部件PartA和PartB组成，并声明一个得到产品建造后结果的方法getResult()。
public abstract class Builder {
public abstract void BuildPartA(); //产品的A部件
public abstract void BuildPartB(); //产品的B部件
public abstract Product getResult(); //获取产品建造后结果
}
3. ConcreteBuilder类
具体建造者类，有几个产品类就有几个具体的建造者，而且这多个产品类具有相同的接口或抽象类。这里给出一个产品类的样例，多个产品类同理。
public class ConcreteBuilder1 extends Builder {
private Product product = new Product();
//设置产品零件
@Override
public void BuildPartA() {
product.add("部件A");
}
@Override
public void BuildPartB() {
product.add("部件B");
}
//组建一个产品
@Override
public Product getResult() {
return product;
}
}
4. Client客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Director director = new Director();
Builder builder1 = new ConcreteBuilder1();
Builder builder2 = new ConcreteBuilder2();
//指挥者用ConcreteBuilder1的方法来建造产品
director.Construct(builder1);
Product product1 = builder1.getResult();
product1.show();
//指挥者用ConcreteBuilder2的方法来建造产品
director.Construct(builder2);
Product product2 = builder2.getResult();
product2.show();
}
}
运行结果如下：
二、建造者模式的应用
1. 何时使用
- 一个基本部件不会变，而其组合经常变化的时候
2. 优点
- 封装性。是客户端不必知道产品内部组成的细节。
- 建造者独立，易扩展。
- 便于控制细节风险。可以对建造过程逐步细化，而不对其他模块产生任何影响。
3. 缺点
- 产品必须有共同点，范围有限制。
- 如果内部变化复杂，会有很多建造类。
4. 使用场景
- 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的事件结果时。
- 需要生成的对象具有复杂的内部结构时。
- 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但产生的结果又不相同时。
5. 与工厂模式的区别
- 建造者模式更关注于零件装配的顺序
6. 应用实例
- KFC的食品制作流程，原料多少克、加热几分钟等都有严格的规定，我们只需点餐即可，无论在哪里点的都是一样的。
- 去KFC吃汉堡、薯条、炸鸡等，这些单品是不变的，其组合是经常改变的，也就是所谓的“套餐”。
- Java中的StringBuilder/StringBuffer。
三、建造者模式的实现
下面我们看一个KFC点套餐的例子，我们点餐可以点一个汉堡和一个冷饮，汉堡可以是鸡肉汉堡、虾堡等等，是装在盒子中的，冷饮可以是可乐、雪碧等等，是装在瓶子中的。下面我们来用建造者模式对其进行组合，用户只需提交订单即可，UML图如下：
1. Item接口
创建一个表示食物条目和食物包装的接口。
public interface Item {
//获取食物名称
public String getName();
//获取包装
public Packing packing();
//获取价格
public float getPrice();
}
public interface Packing {
//获取包装类型
public String getPack();
}
2. 包装类
实现Packing接口的实现类。Wapper为纸盒包装，Bottle为瓶装。
public class Wrapper implements Packing {
@Override
public String getPack() {
return "纸盒";
}
}
public class Bottle implements Packing {
@Override
public String getPack() {
return "纸杯";
}
}
3. 食品类
创建实现Item接口的抽象类。Burger为汉堡，Drink为饮品。
public abstract class Burger implements Item {
@Override
public Packing packing() {
return new Wrapper();
}
@Override
public abstract float getPrice();
}
public abstract class Drink implements Item {
@Override
public Packing packing() {
return new Bottle();
}
@Override
public abstract float getPrice();
}
4. 具体食品类
创建扩展了Burger和Drink的具体实现类。这里简单的就设为Burger1、Burger2、Drink1、Drink2。各写一个，多余的就不赘述了。
public class Burger1 extends Burger {
@Override
public String getName() {
return "汉堡1";
}
@Override
public float getPrice() {
return 25.0f;
}
}
public class Drink1 extends Drink {
@Override
public String getName() {
return "饮品1";
}
@Override
public float getPrice() {
return 15.0f;
}
}
5. Meal类
public class Meal {
private List<Item> items = new ArrayList<>();
public void addItem(Item item) {
items.add(item);
}
//获取总消费
public float getCost() {
float cost = 0.0f;
for (Item item : items) {
cost += item.getPrice();
}
return cost;
}
public void showItem() {
for (Item item : items) {
System.out.print("餐品：" + item.getName());
System.out.print("，包装：" + item.packing().getPack());
System.out.println("，价格：￥" + item.getPrice());
}
}
}
6. 指挥者
public class MealBuilder {
//订单1
public Meal order1() {
Meal meal = new Meal();
meal.addItem(new Burger1());
meal.addItem(new Drink1());
return meal;
}
//订单2
public Meal order2() {
Meal meal = new Meal();
meal.addItem(new Burger2());
meal.addItem(new Drink2());
return meal;
}
}
7. Client客户端
public class Client {
public static void main(String[] args) {
MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
//获取第一个订单
Meal order1 = mealBuilder.order1();
System.out.println("------order1------");
order1.showItem();
System.out.println("总额：￥" + order1.getCost());
//获取第二个订单
Meal order2 = mealBuilder.order2();
System.out.println("------order2------");
order2.showItem();
System.out.println("总额：￥" + order2.getCost());
}
}
运行结果如下：
