Design Patterns教程-构建器设计模式
![](https://wx.javatiku.cn/j/j301-t.jpg)
构建器模式表示“使用逐步的方法从简单对象构建复杂对象”
当对象不能一步创建时,通常使用此模式,例如在反序列化复杂对象时。
构建器设计模式的优点
构建器模式的主要优点如下:
- 它提供了对象构建和表示之间的明确分离。
- 它对构建过程提供了更好的控制。
- 它支持更改对象的内部表示。
构建器模式的 UML 示例
构建器设计模式示例
要创建构建器设计模式的简单示例,你需要遵循以下6个步骤。
- 创建 Packing 接口
- 创建两个抽象类 CD 和 Company
- 创建 Company 的两个实现类:Sony 和 Samsung
- 创建 CDType 类
- 创建 CDBuilder 类
- 创建 BuilderDemo 类
1) 创建 Packing 接口
文件:Packing.java
public interface Packing {
public String pack();
public int price();
}
2) 创建两个抽象类 CD 和 Company
创建一个实现 Packing 接口的抽象类 CD。
文件:CD.java
public abstract class CD implements Packing {
public abstract String pack();
}
文件:Company.java
public abstract class Company extends CD {
public abstract int price();
}
3) 创建 Company 的两个实现类:Sony 和 Samsung
文件:Sony.java
public class Sony extends Company {
@Override
public int price() {
return 20;
}
@Override
public String pack() {
return "Sony CD";
}
} // Sony 类结束
文件:Samsung.java
public class Samsung extends Company {
@Override
public int price() {
return 15;
}
@Override
public String pack() {
return "Samsung CD";
}
} // Samsung 类结束
4) 创建 CDType 类
文件:CDType.java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class CDType {
private List<Packing> items = new ArrayList<Packing>();
public void addItem(Packing packs) {
items.add(packs);
}
public void getCost() {
for (Packing packs : items) {
packs.price();
}
}
public void showItems() {
for (Packing packing : items) {
System.out.print("CD name : " + packing.pack());
System.out.println(", Price : " + packing.price());
}
}
} // CDType 类结束
5) 创建 CDBuilder 类
文件:CDBuilder.java
public class CDBuilder {
public CDType buildSonyCD() {
CDType cds = new CDType();
cds.addItem(new Sony());
return cds;
}
public CDType buildSamsungCD() {
CDType cds = new CDType();
cds.addItem(new Samsung());
return cds;
}
} // CDBuilder 类结束
6) 创建 BuilderDemo 类
文件:BuilderDemo.java
public class BuilderDemo {
public static void main(String args[]) {
CDBuilder cdBuilder = new CDBuilder();
CDType cdType1 = cdBuilder.buildSonyCD();
cdType1.showItems();
CDType cdType2 = cdBuilder.buildSamsungCD();
cdType2.showItems();
}
}
上述示例的输出
- CD name : Sony CD, Price : 20
- CD name : Samsung CD, Price : 15
构建器模式的另一个实际示例
构建器模式的 UML:
我们考虑一个必胜客的业务案例,在这里我们可以得到不同种类的比萨和冷饮。
比萨可以是素食比萨或非素食比萨中的几种类型(如奶酪比萨、洋葱比萨、香料比萨等),并且有四种尺寸:小、中、大、超大。
冷饮可以有几种类型(如百事可乐、可口可乐、雪碧、芬达、芒果汁、菊花茶等),并且有三种尺寸:小、中、大。
构建器模式的实际示例
让我们一步步看看构建器设计模式的实际示例。
步骤 1:创建表示比萨和冷饮的接口 Item。
文件:Item.java
public interface Item {
public String name();
public String size();
public float price();
} // Item 接口结束
步骤 2:创建实现 Item 接口的抽象类 Pizza。
文件:Pizza.java
public abstract class Pizza implements Item {
@Override
public abstract float price();
} // Pizza 抽象类结束
步骤 3:创建实现 Item 接口的抽象类 ColdDrink。
文件:ColdDrink.java
public abstract class ColdDrink implements Item {
@Override
public abstract float price();
} // ColdDrink 抽象类结束
步骤 4:创建扩展 Pizza 抽象类的抽象类 VegPizza。
文件:VegPizza.java
public abstract class VegPizza extends Pizza {
@Override
public abstract float price();
@Override
public abstract String name();
@Override
public abstract String size();
} // VegPizza 抽象类结束
步骤 5:创建扩展 Pizza 抽象类的抽象类 NonVegPizza。
文件:NonVegPizza.java
public abstract class NonVegPizza extends Pizza {
@Override
public abstract float price();
@Override
public abstract String name();
@Override
public abstract String size();
} // NonVegPizza 抽象类结束
步骤 6:现在,创建扩展 VegPizza 抽象类的具体子类 SmallCheezePizza、MediumCheezePizza、LargeCheezePizza 和 ExtraLargeCheezePizza。
文件:SmallCheezePizza.java
public class SmallCheezePizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 170.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Cheeze Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Small size";
}
} // SmallCheezePizza 类结束
文件:MediumCheezePizza.java
public class MediumCheezePizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 220.f;
}
@Override
public String name() {
return "Cheeze Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
} // MediumCheezePizza 类结束
文件:LargeCheezePizza.java
public class LargeCheezePizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 260.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Cheeze Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
} // LargeCheezePizza 类结束
文件:ExtraLargeCheezePizza.java
public class ExtraLargeCheezePizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 300.f;
}
@Override
public String name() {
return "Cheeze Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Extra-Large Size";
}
} // ExtraLargeCheezePizza 类结束
步骤 7:同样地,创建扩展 VegPizza 抽象类的具体子类 SmallOnionPizza、MediumOnionPizza、LargeOnionPizza 和 ExtraLargeOnionPizza。
文件:SmallOnionPizza.java
public class SmallOnionPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 120.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Onion Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Small Size";
}
} // SmallOnionPizza 类结束
文件:MediumOnionPizza.java
public class MediumOnionPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 150.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Onion Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
} // MediumOnionPizza 类结束
文件:LargeOnionPizza.java
public class LargeOnionPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 180.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Onion Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
} // LargeOnionPizza 类结束
文件:ExtraLargeOnionPizza.java
public class ExtraLargeOnionPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 200.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Onion Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Extra-Large Size";
}
} // ExtraLargeOnionPizza 类结束
步骤 8:同样地,创建扩展 VegPizza 抽象类的具体子类 SmallMasalaPizza、MediumMasalaPizza、LargeMasalaPizza 和 ExtraLargeMasalaPizza。
文件:SmallMasalaPizza.java
public class SmallMasalaPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 100.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Masala Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Small Size";
}
} // SmallMasalaPizza 类结束
文件:MediumMasalaPizza.java
public class MediumMasalaPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 120.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Masala Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
} // MediumMasalaPizza 类结束
文件:LargeMasalaPizza.java
public class LargeMasalaPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 150.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Masala Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
} // LargeMasalaPizza 类结束
文件:ExtraLargeMasalaPizza.java
public class ExtraLargeMasalaPizza extends VegPizza {
@Override
public float price() {
return 180.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Masala Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Extra-Large Size";
}
} // ExtraLargeMasalaPizza 类结束
步骤 9:现在,创建扩展 NonVegPizza 抽象类的具体子类 SmallNonVegPizza、MediumNonVegPizza、LargeNonVegPizza 和 ExtraLargeNonVegPizza。
文件:SmallNonVegPizza.java
public class SmallNonVegPizza extends NonVegPizza {
@Override
public float price() {
return 180.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Non-Veg Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Small Size";
}
} // SmallNonVegPizza 类结束
文件:MediumNonVegPizza.java
public class MediumNonVegPizza extends NonVegPizza {
@Override
public float price() {
return 200.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Non-Veg Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
} // MediumNonVegPizza 类结束
文件:LargeNonVegPizza.java
public class LargeNonVegPizza extends NonVegPizza {
@Override
public float price() {
return 220.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Non-Veg Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
} // LargeNonVegPizza 类结束
文件:ExtraLargeNonVegPizza.java
public class ExtraLargeNonVegPizza extends NonVegPizza {
@Override
public float price() {
return 250.0f;
}
@Override
public String name() {
return "Non-Veg Pizza";
}
@Override
public String size() {
return "Extra-Large Size";
}
} // ExtraLargeNonVegPizza 类结束
步骤 10:现在,创建两个抽象类 Pepsi 和 Coke,它们将扩展 ColdDrink 抽象类。
文件:Pepsi.java
public abstract class Pepsi extends ColdDrink {
@Override
public abstract String name();
@Override
public abstract String size();
@Override
public abstract float price();
} // Pepsi 类结束
文件:Coke.java
public abstract class Coke extends ColdDrink {
@Override
public abstract String name();
@Override
public abstract String size();
@Override
public abstract float price();
} // Coke 类结束
步骤 11:创建扩展 Pepsi 抽象类的具体子类 SmallPepsi、MediumPepsi 和 LargePepsi。
文件:SmallPepsi.java
public class SmallPepsi extends Pepsi {
@Override
public String name() {
return "300 ml Pepsi";
}
@Override
public float price() {
return 25.0f;
}
@Override
public String size() {
return "Small Size";
}
} // SmallPepsi 类结束
文件:MediumPepsi.java
public class MediumPepsi extends Pepsi {
@Override
public String name() {
return "500 ml Pepsi";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
@Override
public float price() {
return 35.0f;
}
} // MediumPepsi 类结束
文件:LargePepsi.java
public class LargePepsi extends Pepsi {
@Override
public String name() {
return "750 ml Pepsi";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
@Override
public float price() {
return 50.0f;
}
} // LargePepsi 类结束
步骤 12:创建扩展 Coke 抽象类的具体子类 SmallCoke、MediumCoke 和 LargeCoke。
文件:SmallCoke.java
public class SmallCoke extends Coke {
@Override
public String name() {
return "300 ml Coke";
}
@Override
public String size() {
return "Small Size";
}
@Override
public float price() {
return 25.0f;
}
} // SmallCoke 类结束
文件:MediumCoke.java
public class MediumCoke extends Coke {
@Override
public String name() {
return "500 ml Coke";
}
@Override
public String size() {
return "Medium Size";
}
@Override
public float price() {
return 35.0f;
}
} // MediumCoke 类结束
文件:LargeCoke.java
public class LargeCoke extends Coke {
@Override
public String name() {
return "750 ml Coke";
}
@Override
public String size() {
return "Large Size";
}
@Override
public float price() {
return 50.0f;
}
} // LargeCoke 类结束
步骤 13:创建包含上述 Item 对象的 OrderedItems 类。
文件:OrderedItems.java
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class OrderedItems {
List<Item> items = new ArrayList<Item>();
public void addItems(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.println("Item is: " + item.name());
System.out.println("Size is: " + item.size());
System.out.println("Price is: " + item.price());
}
}
} // OrderedItems 类结束
步骤 14:创建 OrderBuilder 类,它将负责创建 OrderedItems 类的对象。
文件:OrderBuilder.java
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
public class OrderBuilder {
public OrderedItems preparePizza() throws IOException {
OrderedItems itemsOrder = new OrderedItems();
BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
System.out.println("请输入比萨的选择:");
System.out.println("============================");
System.out.println(" 1. 素食比萨 ");
System.out.println(" 2. 非素食比萨 ");
System.out.println(" 3. 退出 ");
System.out.println("============================");
int pizzaandcolddrinkchoice = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (pizzaandcolddrinkchoice) {
case 1: {
System.out.println("您选择了素食比萨");
System.out.println("\n\n");
System.out.println("请输入素食比萨的类型:");
System.out.println("------------------------------");
System.out.println(" 1. 奶酪比萨 ");
System.out.println(" 2. 洋葱比萨 ");
System.out.println(" 3. 香料比萨 ");
System.out.println(" 4. 退出 ");
System.out.println("------------------------------");
int vegpizzachoice = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (vegpizzachoice) {
case 1: {
System.out.println("您选择了奶酪比萨");
System.out.println("请输入奶酪比萨的大小:");
System.out.println("------------------------------------");
System.out.println(" 1. 小奶酪比萨 ");
System.out.println(" 2. 中奶酪比萨 ");
System.out.println(" 3. 大奶酪比萨 ");
System.out.println(" 4. 超大奶酪比萨 ");
System.out.println("------------------------------------");
int cheezepizzasize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (cheezepizzasize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallCheezePizza());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumCheezePizza());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargeCheezePizza());
break;
case 4:
itemsOrder.addItems(new ExtraLargeCheezePizza());
break;
}
}
break;
case 2: {
System.out.println("您选择了洋葱比萨");
System.out.println("请输入洋葱比萨的大小:");
System.out.println("----------------------------------");
System.out.println(" 1. 小洋葱比萨 ");
System.out.println(" 2. 中洋葱比萨 ");
System.out.println(" 3. 大洋葱比萨 ");
System.out.println(" 4. 超大洋葱比萨 ");
System.out.println("----------------------------------");
int onionpizzasize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (onionpizzasize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallOnionPizza());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumOnionPizza());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargeOnionPizza());
break;
case 4:
itemsOrder.addItems(new ExtraLargeOnionPizza());
break;
}
}
break;
case 3: {
System.out.println("您选择了香料比萨");
System.out.println("请输入香料比萨的大小:");
System.out.println("------------------------------------");
System.out.println(" 1. 小香料比萨 ");
System.out.println(" 2. 中香料比萨 ");
System.out.println(" 3. 大香料比萨 ");
System.out.println(" 4. 超大香料比萨 ");
System.out.println("------------------------------------");
int masalapizzasize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (masalapizzasize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallMasalaPizza());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumMasalaPizza());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargeMasalaPizza());
break;
case 4:
itemsOrder.addItems(new ExtraLargeMasalaPizza());
break;
}
}
break;
}
}
break;
case 2: {
System.out.println("您选择了非素食比萨");
System.out.println("\n\n");
System.out.println("请输入非素食比萨的大小:");
System.out.println("------------------------------------");
System.out.println(" 1. 小非素食比萨 ");
System.out.println(" 2. 中非素食比萨 ");
System.out.println(" 3. 大非素食比萨 ");
System.out.println(" 4. 超大非素食比萨 ");
System.out.println("------------------------------------");
int nonvegpizzasize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (nonvegpizzasize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallNonVegPizza());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumNonVegPizza());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargeNonVegPizza());
break;
case 4:
itemsOrder.addItems(new ExtraLargeNonVegPizza());
break;
}
}
break;
default:
break;
}
// continued...
System.out.println("请输入冷饮的选择:");
System.out.println("============================");
System.out.println(" 1. 百事可乐 ");
System.out.println(" 2. 可口可乐 ");
System.out.println(" 3. 退出 ");
System.out.println("============================");
int coldDrink = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (coldDrink) {
case 1: {
System.out.println("您选择了百事可乐");
System.out.println("请输入百事可乐的大小:");
System.out.println("------------------------");
System.out.println(" 1. 小百事可乐 ");
System.out.println(" 2. 中百事可乐 ");
System.out.println(" 3. 大百事可乐 ");
System.out.println("------------------------");
int pepsisize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (pepsisize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallPepsi());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumPepsi());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargePepsi());
break;
}
}
break;
case 2: {
System.out.println("您选择了可口可乐");
System.out.println("请输入可口可乐的大小:");
System.out.println("------------------------");
System.out.println(" 1. 小可口可乐 ");
System.out.println(" 2. 中可口可乐 ");
System.out.println(" 3. 大可口可乐 ");
System.out.println(" 4. 超大可口可乐 ");
System.out.println("------------------------");
int cokesize = Integer.parseInt(br.readLine());
switch (cokesize) {
case 1:
itemsOrder.addItems(new SmallCoke());
break;
case 2:
itemsOrder.addItems(new MediumCoke());
break;
case 3:
itemsOrder.addItems(new LargeCoke());
break;
}
}
break;
default:
break;
} // Cold-Drink switch 结束
return itemsOrder;
} // preparePizza() 方法结束
}
步骤 15:创建一个 BuilderDemo 类,它将使用 OrderBuilder 类。
文件:BuilderDemo.java
import java.io.IOException;
public class BuilderDemo {
public static void main(String[] args) throws IOException {
// TODO 代码应用逻辑在此处
OrderBuilder builder = new OrderBuilder();
OrderedItems orderedItems = builder.preparePizza();
orderedItems.showItems();
System.out.println("\n");
System.out.println("总成本 : " + orderedItems.getCost());
}
} // BuilderDemo 类结束