建造者（Builder）模式

来源：互联网发布：万夫莫开贾克斯cdk淘宝编辑：程序博客网时间：2024/05/18 01:06

一、建造者（Builder）模式

建造者模式可以将一个产品的内部表现与产品的生成过程分割开来，从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表现的产品对象。

对象性质的建造

有些情况下，一个对象会有一些重要的性质，在它们没有恰当的值之前，对象不能作为一个完整的产品使用。比如，一个电子邮件有发件人地址、收件人地址、主题、内容、附录等部分，而在最起码的收件人地址未被赋值之前，这个电子邮件不能发出。

有些情况下，一个对象的一些性质必须按照某个顺序赋值才有意义。在某个性质没有赋值之前，另一个性质则无法赋值。这些情况使得性质本身的建造涉及到复杂的商业逻辑。

这时候，此对象相当于一个有待建造的产品，而对象的这些性质相当于产品的零件，建造产品的过程就是组合零件的过程。由于组合零件的过程很复杂，因此，这些"零件"的组合过程往往被"外部化"到一个称作建造者的对象里，建造者返还给客户端的是一个全部零件都建造完毕的产品对象。

命名的考虑

之所以使用"建造者"而没有用"生成器"就是因为用零件生产产品，"建造"更为合适，"创建"或"生成"不太恰当。

二、 Builder模式的结构：

建造者（Builder）角色：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体创建（Concrete Builder）者。具体建造者类必须实现这个接口所要求的方法：一个是建造方法，另一个是产品返回方法。

具体建造者（Concrete Builder）角色：担任这个角色的是与应用程序紧密相关的类。它们在应用程序调用下，创建产品实例。这个角色的主要任务：

实现建造者（Builder）角色提供的接口，一步一步完成创建产品实例的过程。
在建造过程完成后，提供产品的实例。

指导者（Director）角色：担任这个角色的类调用具体建造者（Concrete Builder）角色以创建产品对象。指导者并没有产品类的具体知识，真正拥有产品类具体知识的是具体建造者（Concrete Builder）角色。

产品（Product）角色：产品便是建造中的复杂对象。

指导者角色是与客户端打交道的角色，导演者角色将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的建造请求，再将这些请求委派给具体建造者（Concrete Builder）角色，具体建造者（Concrete Builder）角色是做具体建造工作的，但却不为具体客户端所知。

三、程序举例：

该程序演示了Builder模式一步一步完成构件复杂产品的过程。用户可以控制生成过程以及生成不同对象。

Director

class Dircetor{    public void Construct(Builder builder)    {        builder.BuildPartA();        builder.BuildPartB();    }}

Builder

abstract class Builder{    public abstract void BuildPartA();    public abstract void BuildPartB();    public abstract Product GetResult();}

Concrete Builder

class ConcreteBuilder1:Builder{    private Product product;    public override void BuildPartA()    {        product=new Product();        product.Add("PartA");    }    public override void BuildPartB()    {        product.Add("PartB");    }    public override Product GetResult()    {        return product;    }}

class ConcreteBuilder2 : Builder{  // Fields  private Product product;  // Methods  override public void BuildPartA()  {    product = new Product();    product.Add( "PartX" );  }  override public void BuildPartB()  {    product.Add( "PartY" );  }  override public Product GetResult()  {    return product;  }}

Product

class Product{    ArrayList parts=new ArrayList();    public void Add(string part)    {        parts.Add(part);    }    public void Show()    {        Console.WriteLine("Product Part-------")        foreach(string part in parts)            Console.WriteLine(part);    }}

Client

public class Client{    public static void Main(string[] args)    {        Director director=new Director();        Builder b1=new ConcreteBuilder1();        Builder b2=new ConcreteBuilder2();                director.Construct(b1);        Product p1=b1.GetResult();        p1.Show();        director.Construct(b2);        Product p2=b2.GetResult();        p2.Show();    }}

四、建造者模式的活动序列：

客户端负责创建指导者和具体建造者对象。然后，客户把具体建造者对象交给指导者。客户一声令下，指导者操纵建造者开始创建产品。当产品创建完成后，建造者把产品返还给客户端。

五、建造者模式的实现：

下面的程序代码演示了Shop对象使用VehicleBuilders来建造不同的交通工具。该例子使用了Builder模式顺序建造交通工具的不同部分。

// Builder pattern -- Real World example  using System;using System.Collections;// "Director"class Shop{  // Methods  public void Construct( VehicleBuilder vehicleBuilder )  {    vehicleBuilder.BuildFrame();    vehicleBuilder.BuildEngine();    vehicleBuilder.BuildWheels();    vehicleBuilder.BuildDoors();  }}// "Builder"abstract class VehicleBuilder{  // Fields  protected Vehicle vehicle;  // Properties  public Vehicle Vehicle  {    get{ return vehicle; }  }  // Methods  abstract public void BuildFrame();  abstract public void BuildEngine();  abstract public void BuildWheels();  abstract public void BuildDoors();}// "ConcreteBuilder1"class MotorCycleBuilder : VehicleBuilder{  // Methods  override public void BuildFrame()  {    vehicle = new Vehicle( "MotorCycle" );    vehicle[ "frame" ] = "MotorCycle Frame";  }  override public void BuildEngine()  {    vehicle[ "engine" ] = "500 cc";  }  override public void BuildWheels()  {    vehicle[ "wheels" ] = "2";  }  override public void BuildDoors()  {    vehicle[ "doors" ] = "0";  }}// "ConcreteBuilder2"class CarBuilder : VehicleBuilder{  // Methods  override public void BuildFrame()  {    vehicle = new Vehicle( "Car" );    vehicle[ "frame" ] = "Car Frame";  }  override public void BuildEngine()  {    vehicle[ "engine" ] = "2500 cc";  }  override public void BuildWheels()  {    vehicle[ "wheels" ] = "4";  }  override public void BuildDoors()  {    vehicle[ "doors" ] = "4";  }}// "ConcreteBuilder3"class ScooterBuilder : VehicleBuilder{  // Methods  override public void BuildFrame()  {    vehicle = new Vehicle( "Scooter" );    vehicle[ "frame" ] = "Scooter Frame";  }  override public void BuildEngine()  {    vehicle[ "engine" ] = "none";  }  override public void BuildWheels()  {    vehicle[ "wheels" ] = "2";  }  override public void BuildDoors()  {    vehicle[ "doors" ] = "0";  }}// "Product"class Vehicle{  // Fields  private string type;  private Hashtable parts = new Hashtable();  // Constructors  public Vehicle( string type )  {    this.type = type;  }  // Indexers  public object this[ string key ]  {    get{ return parts[ key ]; }    set{ parts[ key ] = value; }  }  // Methods  public void Show()  {    Console.WriteLine( " ---------------------------");    Console.WriteLine( "Vehicle Type: "+ type );    Console.WriteLine( " Frame : " + parts[ "frame" ] );    Console.WriteLine( " Engine : "+ parts[ "engine"] );    Console.WriteLine( " #Wheels: "+ parts[ "wheels"] );    Console.WriteLine( " #Doors : "+ parts[ "doors" ] );  }}/// <summary>/// BuilderApp test/// </summary>public class BuilderApp{  public static void Main( string[] args )  {    // Create shop and vehicle builders    Shop shop = new Shop();    VehicleBuilder b1 = new ScooterBuilder();    VehicleBuilder b2 = new CarBuilder();    VehicleBuilder b3 = new MotorCycleBuilder();    // Construct and display vehicles    shop.Construct( b1 );    b1.Vehicle.Show();    shop.Construct( b2 );    b2.Vehicle.Show();    shop.Construct( b3 );    b3.Vehicle.Show();  }}

六、建造者模式的演化

建造者模式在使用的过程中可以演化出多种形式。

省略抽象建造者角色

如果系统中只需要一个具体建造者的话，可以省略掉抽象建造者。这时代码可能如下：

// "Director"class Director{  private ConcreteBuilder builder;  // Methods  public void Construct()  {    builder.BuildPartA();    builder.BuildPartB();  }}

省略指导者角色

在具体建造者只有一个的情况下，如果抽象建造者角色已经被省略掉，那么还可以省略掉指导者角色。让Builder角色自己扮演指导者与建造者双重角色。这时代码可能如下：

public class Builder{  private Product product = new Product();  public void BuildPartA()  {     //Some code here  }  public void BuildPartB()  {    //Some code here  }  public Product GetResult()  {    return product;  }  public void Construct()  {    BuildPartA();    BuildPartB();  }}

同时，客户端也需要进行相应的调整，如下：

public class Client{  private static Builder builder;  public static void Main()  {    builder = new Builder();    builder.Construct();    Product product = builder.GetResult();  }}