04月
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定义

将一个复杂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。

举例

例如汽车，象,它们拥有多个组成部分(部件),例如汽车,它包括车轮、方向盘、发动机等多种部件。对于大多数用户而言,并不知道这些部件的装配细节,也几乎不会使用单独某个部件,而是使用一辆完整的汽车，如何将这些部件组建成完整的汽车返回给用户

建造者模式是一种对象创建型模式,它将客户端与包含多个部件的复杂对象的创建过程分离,客户端无须知道复杂对象的内部组成部分与装配方式,只需要知道所需建造者的类型即可。
建造者模式关注如何逐步创建一个复杂的对象,不同的建造者定义了不同的创建过程。

结构

建造者模式结构.png

  • (1)Builder(抽象建造者):它为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，在该接口中一般声明两类方法，
    • 一类方法是BuildPartX()(例如上图中的BuildPartA(),BuildPartB()等),它们用于创建复杂对象的各个部件﹔
    • 另一类方法是GetResult(),它们用于返回复杂对象。Builder既可以是抽象类,也可以是接口。
  • (2)ConcreteBuilder(具体建造者):它实现了Builder接口,实现各个部件的具体构造和装配方法,定义并明确所创建的复杂对象,还可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象(该方法也可由抽象建造者实现)。
  • (3)Product(产品):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。
  • (4)Director(指挥者):指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的建造次序,指挥者与抽象建造者之间存在关联关系,可以在其Construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造与装配方法,完成复杂对象的建造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确定具体建造者的类型,并实例化具体建造者对象(也可以通过配置文件和反射机制),然后通过指挥者类的构造函数或者Setter方法将该对象传入指挥者类中。

实现

class Product
{
    private string partA;       //部件
    private string partB;
    private string partC;

    public string PartA
    {
        get { return partA; }
        set { partA = value; }
    }

    public string PartB
    {
        get { return partB; }
        set { partB = value; }
    }

    public string PartC
    {
        get { return partC; }
        set { partC = value; }
    }
}

//定义产品的创建方法和返回方法
abstract class Builder
{
    //创建产品对象
    protected Product product = new Product();

    public abstract void BuildPartA();
    public abstract void BuildPartB();
    public abstract void BuildPartC();

    //返回产品对象

    public Product GetResult()
    {
        return product;
    }
}

//实现各部件方法
class ConcreteBuilder: Builder
{
    public override void BuildPartA()
    {
        product.PartA = "A1";
    }

    public override void BuildPartB()
    {
        product.PartB = "B1";
    }

    public override void BuildPartC()
    {
        product.PartC = "C1";
    }
}

//控制建造过程，隔离用户与建造过程的关联
class Director
{
    private Builder builder;
    public Director(Builder builder)
    {
        this.builder = builder;
    }

    public void SetBuilder(Builder builder)
    {
        this.builder = builder;
    }

    //产品重构与组装方法
    public Product Construct()
    {
        builder.BuildPartA();
        builder.BuildPartB();
        builder.BuildPartC();
        return builder.GetResult();
    }
}


class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Builder builder = new ConcreteBuilder();
        Director director = new Director(builder);
        Product product = director.Construct();
    }
}

优点

  • (1)在建造者模式中,使用者不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与严品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
  • (2)每一个具体建造者都相对独立,与其他的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者,用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。
  • (3)用户可以更加精细地控制产品的创建过程,将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。

缺点

  • (1)建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,例如很多组成部分不相同,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
  • (2)如果产品的内部变化复杂,可能会需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大,增加了系统的理解难度和运行成本。

适用环境

  • (1)需要生成的产品对象有复杂的内部结构,这些产品对象通常包含多个成员变量。
  • (2)需要生成的产品对象的属性相互依赖,需要指定其生成顺序。
  • (3)对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中通过引入指挥者类,将创建过程封装在指挥者类中,而不在建造者类和客户类中。
  • (4)隔离复杂对象的创建和使用,并使得相同的创建过程创建不同的产品。
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