建造者模式

本课属于 Coddy Java 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 67 课，共 87 课。

构建器模式是一种创建型设计模式，用于解决一个常见问题：如何构造包含许多可选参数的复杂对象。你无需创建多个构造函数，也无需为未使用的参数传入 null，而是可以通过 Builder 一步步构造对象。

考虑创建一个包含必需字段（姓名、电子邮件）和可选字段（年龄、电话、地址）的 User 对象。如果不使用 Builder，你就需要使用层叠构造函数，或者编写一个包含许多参数的混乱构造函数。Builder 模式提供了一种更简洁的方法：

public class User {
    private final String name;    // 必填
    private final String email;   // 必填
    private final int age;        // 可选
    private final String phone;   // 可选
    
    private User(UserBuilder builder) {
        this.name = builder.name;
        this.email = builder.email;
        this.age = builder.age;
        this.phone = builder.phone;
    }
    
    public static class UserBuilder {
        private final String name;
        private final String email;
        private int age;
        private String phone;
        
        public UserBuilder(String name, String email) {
            this.name = name;
            this.email = email;
        }
        
        public UserBuilder age(int age) {
            this.age = age;
            return this;
        }
        
        public UserBuilder phone(String phone) {
            this.phone = phone;
            return this;
        }
        
        public User build() {
            return new User(this);
        }
    }
}

Builder 的方法会返回 this，从而支持方法链式调用：这是一种流畅、易读的对象构造方式。

User user = new User.UserBuilder("Alice", "alice@email.com")
    .age(25)
    .phone("555-1234")
    .build();

注意，User 构造函数是私有的：只能通过 Builder 创建对象。当对象有许多可选字段时，这种模式特别有用，能让代码比使用很长的参数列表更易读，也更不容易出错。

挑战

简单

让我们使用 Builder Pattern 构建一个披萨订购系统！你不必使用一个包含几十个参数、用于设置所有可能配料和选项的构造函数，而是创建一个流畅的构建器，让披萨定制变得清晰易读。

你需要将代码分成两个文件：

Pizza.java：创建一个使用 Builder Pattern 构造对象的 Pizza 类。披萨应包含以下字段：
size（String）：必需，表示披萨尺寸

cheese（boolean）：可选，默认值为 false

pepperoni（boolean）：可选，默认值为 false

mushrooms（boolean）：可选，默认值为 false

Pizza 构造函数应设为 private，并且只接受 PizzaBuilder 作为参数，将构建器中的所有值复制到披萨的字段中。

添加一个 getDescription() 方法，返回以下格式的字符串：[size] Pizza with: [toppings]，其中 toppings 是一个逗号分隔的列表，列出值为 true 的配料（Cheese、Pepperoni、Mushrooms）。如果没有选择配料，配料部分应显示为 no toppings。

创建一个静态内部类 PizzaBuilder，其中包含：
- 一个接受必需的 size 参数的构造函数
- cheese()、pepperoni() 和 mushrooms() 方法，每个方法都会将对应的布尔值设为 true，并返回 this，以便链式调用
- 一个返回新建 Pizza 的 build() 方法
Main.java：演示如何使用披萨构建器！你会收到 4 个输入：披萨尺寸（String），以及 3 个 yes/no 值（String），分别表示是否添加奶酪、意大利辣香肠和蘑菇。
使用给定的尺寸创建一个 PizzaBuilder。然后，根据每个 yes/no 输入，链式调用对应的配料方法。如果输入是 "yes"，就调用对应的配料方法；如果是 "no"，则跳过该方法。最后，调用 build() 创建披萨。

打印对创建完成的披萨调用 getDescription() 后得到的结果。

你会依次收到 4 个输入：尺寸（String）、是否添加奶酪（String："yes" 或 "no"）、是否添加意大利辣香肠（String："yes" 或 "no"）、是否添加蘑菇（String："yes" 或 "no"）。

例如，输入为 Large、yes、no、yes 时，输出应为：Large Pizza with: Cheese, Mushrooms

注意，Builder Pattern 让你可以构建配料任意组合的披萨，而不需要为每种可能的组合单独创建构造函数！

亲手试试

import java.util.Scanner;

class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        
        // 读取输入
        String size = scanner.nextLine();
        String addCheese = scanner.nextLine();
        String addPepperoni = scanner.nextLine();
        String addMushrooms = scanner.nextLine();
        
        // TODO：用给定的尺寸创建 PizzaBuilder
        // TODO：根据 yes/no 输入，链式调用添加配料的方法
        // TODO：构建披萨并打印其描述
        
    }
}

自我测试

这节课包含一个小测验。开始学习即可作答，并记录你的进度。

面向对象编程中的所有课

自己练习： Java 在线编译器