一、建造者模式介绍
1. 解决的问题
主要解决在软件系统中，有时候面临着"一个复杂对象"的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
2. 定义
建造者模式是一种创建型设计模式，能够分步骤创建复杂对象。该模式允许使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。
建造者模式应用于一些基本组件不变，而其组合经常变化时，此时可以将变与不变分离开。由建造者创建和提供实例，主管者管理建造出来的实例的依赖关系。
二、建造者模式优缺点
1. 优点
- 可以分步创建对象，暂缓创建步骤或递归运行创建步骤。
- 生成不同形式的产品时，你可以复用相同的制造代码。
- 单一职责原则：可以将复杂构造代码从产品的业务逻辑中分离出来。
2. 缺点
- 由于采用该模式需要新增多个类，因此代码整体复杂程度会有所增加。
三、建造者模式应用实例：单人午饭套餐
1. 实例场景
单人多肉午饭套餐：
- 凉菜类：水煮花生
- 热菜类：宫保鸡丁、农家小炒肉、地锅鸡、土家红烧肉
- 主食类：米饭
- 饮品：崂山啤酒
单人混合肉蔬午饭套餐：
- 凉菜类：油炸花生米
- 热菜类：木须肉、椒盐里脊、手撕包菜、地三鲜
- 主食类：米饭
- 饮品：夺命大乌苏
2. 建造者模式实现
2.1 工程结构
builder-pattern
└─ src
├─ main
│ └─ java
│ └─ org.design.pattern.builder
│ ├─ model
│ │ └─ cold
│ │ │ ├─ BoiledPeanuts.java
│ │ │ └─ FriedPeanuts.java
│ │ └─ hot
│ │ │ ├─ KungPaoChicken.java
│ │ │ ├─ FarmhouseFriedPork.java
│ │ │ ├─ LocalPotChicken.java
│ │ │ ├─ TujiaBraisedPork.java
│ │ │ ├─ MushuMeat.java
│ │ │ ├─ SaltPepperTenderloin.java
│ │ │ ├─ ShreddedCabbage.java
│ │ │ └─ DiSanXian.java
│ │ └─ staple
│ │ │ └─ Rice.java
│ │ └─ drink
│ │ │ ├─ LaoShanBeer.java
│ │ │ └─ WuSuBeer.java
│ │ └─ Goods.java
│ ├─ builders
│ │ └─ MealBuilder.java
│ └─ director
│ └─ MealDirector.java
└─ test
└─ java
└─ org.design.pattern.builder.test
└─ MealDirectorTest.java
2.2 代码实现
2.2.1 菜品
菜品接口
所有菜都需要提供菜名以及价格。
/**
* 菜品
*/
public interface Goods {
String getName();
float getPrice();
}
水煮花生
/**
* 水煮花生
*/
public class BoiledPeanuts implements Goods {
@Override
public String getName() {
return "水煮花生";
}
@Override
public float getPrice() {
return 8;
}
}
2.2.2 午饭生成器
/**
* 午饭生成器
*/
@Getter
@Setter
public class MealBuilder {
/**
* 冷菜类
*/
private List<Goods> coldDishes;
/**
* 热菜类
*/
private List<Goods> hotDishes;
/**
* 主食
*/
private Goods stapleFood;
/**
* 饮料
*/
private Goods drink;
/**
* 获取花销
* @return
*/
public float getCost() {
float result = 0.0f;
result += getSingleDishesCost(coldDishes);
result += getSingleDishesCost(hotDishes);
result += stapleFood.getPrice();
result += drink.getPrice();
return result;
}
/**
* 展示菜单
*/
public void showMenu() {
System.out.println("凉菜类：");
showSingleDishesName(coldDishes);
System.out.println("热菜类：");
showSingleDishesName(hotDishes);
System.out.println("主食：");
System.out.println(stapleFood.getName());
System.out.println("饮料：");
System.out.println(drink.getName());
}
/**
* 获取单类菜品价格
* @param goodsList
* @return
*/
private float getSingleDishesCost(List<Goods> goodsList) {
float result = 0.0f;
for (Goods goods : goodsList) {
result += goods.getPrice();
}
return result;
}
/**
* 展示单类菜品菜单
* @param goodsList
*/
private void showSingleDishesName(List<Goods> goodsList) {
for (Goods goods : goodsList) {
System.out.println(goods.getName());
}
}
}
2.2.3 午饭主管类
/**
* 午饭主管类
*/
public class MealDirector {
/**
* 单人多肉午饭套餐
* @return
*/
public MealBuilder constructMeatDinner() {
MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
//冷菜
List<Goods> coldDishes = new ArrayList<>(1);
coldDishes.add(new BoiledPeanuts());
mealBuilder.setColdDishes(coldDishes);
//热菜
List<Goods> hotDishes = new ArrayList<Goods>(4);
hotDishes.add(new KungPaoChicken());
hotDishes.add(new FarmhouseFriedPork());
hotDishes.add(new LocalPotChicken());
hotDishes.add(new TujiaBraisedPork());
mealBuilder.setHotDishes(hotDishes);
//主食
mealBuilder.setStapleFood(new Rice());
//饮料
mealBuilder.setDrink(new LaoShanBeer());
return mealBuilder;
}
/**
* 单人混合肉蔬午饭套餐
* @return
*/
public MealBuilder constructMeanAndVegetablesDinner() {
MealBuilder mealBuilder = new MealBuilder();
//冷菜
List<Goods> coldDishes = new ArrayList<>(1);
coldDishes.add(new FriedPeanuts());
mealBuilder.setColdDishes(coldDishes);
//热菜
List<Goods> hotDishes = new ArrayList<Goods>(4);
hotDishes.add(new MushuMeat());
hotDishes.add(new SaltPepperTenderloin());
hotDishes.add(new ShreddedCabbage());
hotDishes.add(new DiSanXian());
mealBuilder.setHotDishes(hotDishes);
//主食
mealBuilder.setStapleFood(new Rice());
//饮料
mealBuilder.setDrink(new WuSuBeer());
return mealBuilder;
}
}
2.3 测试验证
2.3.1 测试验证类
public class MealDirectorTest {
@Test
public void testConstructMeatDinner() {
MealDirector mealDirector = new MealDirector();
MealBuilder mealBuilder = mealDirector.constructMeatDinner();
mealBuilder.showMenu();
System.out.println("单人多肉午饭套餐花费：" + mealBuilder.getCost());
}
@Test
public void testConstructMeanAndVegetablesDinner() {
MealDirector mealDirector = new MealDirector();
MealBuilder mealBuilder = mealDirector.constructMeanAndVegetablesDinner();
mealBuilder.showMenu();
mealBuilder.getCost();
System.out.println("单人混合肉蔬午饭套餐：" + mealBuilder.getCost());
}
}
2.3.2 测试结果
凉菜类：
水煮花生
热菜类：
宫保鸡丁
农家小炒肉
地锅鸡
土家红烧肉
主食：
米饭
饮料：
崂山啤酒
单人多肉午饭套餐花费：141.0
凉菜类：
油炸花生米
热菜类：
木须肉
椒盐里脊
手撕包菜
地三鲜
主食：
米饭
饮料：
夺命大乌苏
单人混合肉蔬午饭套餐：112.0
四、建造者模式结构
- 生成器 （Builder） 接口声明在所有类型生成器中通用的产品构造步骤。
- 具体生成器 （Concrete Builders） 提供构造过程的不同实现。具体生成器也可以构造不遵循通用接口的产品。
- 产品 （Products） 是最终生成的对象。由不同生成器构造的产品无需属于同一类层次结构或接口。
- 主管 （Director） 类定义调用构造步骤的顺序，这样就可以创建和复用特定的产品配置。
- 客户端 （Client） 必须将某个生成器对象与主管类关联。一般情况下，只需通过主管类构造函数的参数进行一次性关联即可。 此后主管类就能使用生成器对象完成后续所有的构造任务。 但在客户端将生成器对象传递给主管类制造方法时还有另一种方式。 在这种情况下，在使用主管类生产产品时每次都可以使用不同的生成器。
设计模式并不难学，其本身就是多年经验提炼出的开发指导思想，关键在于多加练习，带着使用设计模式的思想去优化代码，就能构建出更合理的代码。
参考资料：
重学 Java 设计模式：juejin.cn/post/685003…
