Builder生成器(创建型模式)

l         假设创建游戏中的一个房屋House设施，该房屋的构建由几个部分组成，且各个部分要富于变化。

l         如果使用最直观的设计方法，每一个房屋部分的变化，都将导致房屋构建的重新修正……

 

动机：

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。

如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化，从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变？

意图：

将一个复杂对象的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

Builder模式的几个要点

l         Builder模式主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”。在这其中“分步骤”是一个稳定的算法，而复杂对象的各个部分则经常变化。

l         变化点在哪里，封装哪里——Builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。

l         Abstract Factory模式解决“系列对象”的需求变化，Builder模式解决“对象部分”的需求变化。Builder模式通常和Composite模式组合使用。

 

先创建一个MultiChoice接口，它定义了需要实现的方法。

MultiChoice.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;
using System.Windows.Forms;


    /**//// <summary>
    /// Summary description for MultiChoice.
    /// </summary>
    public interface MultiChoice
    ...{
        ArrayList getSelected();
        void clear();
        Panel getWindow();
    }

 

getWindows方法返回一个包含多选显示的面板(Panel)，这里使用两个显示面板实现该界面：

一个是复选框面板，一个是列表框面板。

CheckChoice.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;
using System.Windows.Forms ;
using System.Drawing ;


//returns a panel of 0 to 3 check boxes
    public class CheckChoice:MultiChoice     ...{
        private ArrayList stocks;
        private Panel panel;
        private ArrayList boxes;
    //------
        public CheckChoice(Equities stks)         ...{
        stocks = stks.getNames ();
            panel = new Panel ();
            boxes = new ArrayList ();
            //add the check boxes to the panel
            for (int i=0; i< stocks.Count; i++) ...{
                CheckBox ck = new CheckBox ();
                //position them
                ck.Location = new Point (8, 16 + i * 32);
                string stk = (string)stocks[i];
                ck.Text =stk;
                ck.Size = new Size (112, 24);
                ck.TabIndex =0;
                ck.TextAlign = ContentAlignment.MiddleLeft ;
                boxes.Add (ck);
                panel.Controls.Add (ck);
            }
        }
        //------
        //uncheck all check boxes
        public  void clear() ...{
            for(int i=0; i< boxes.Count; i++) ...{
              CheckBox ck = (CheckBox)boxes[i];
                ck.Checked =false;
            }
        }
        //------
        //return list of checked items
        public ArrayList getSelected() ...{
            ArrayList sels = new ArrayList ();
            for(int i=0; i< boxes.Count ; i++) ...{
                CheckBox ck = (CheckBox)boxes[i];
                if (ck.Checked ) ...{
                    sels.Add (ck.Text );
                }
            }
            return sels;
        }
        //------
        //return panel of checkboxes
        public Panel getWindow() ...{
            return panel;
        }
    }

ListChoice.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;
using System.Windows.Forms ;
using System.Drawing ;

    /**//// <summary>
    /// Summary description for ListChoice.
    /// </summary>
    /// creates a Panel containing a list box
    public class ListChoice:MultiChoice ...{
        private ArrayList stocks;
        private Panel panel;
        private ListBox list;
    //------
        //constructor creates and loads the list box
        public ListChoice(Equities stks) ...{
            stocks = stks.getNames ();
            panel = new Panel ();
            list = new ListBox ();
            list.Location = new Point (16, 0);
            list.Size = new Size (120, 160);
            list.SelectionMode =SelectionMode.MultiExtended ;
            list.TabIndex =0;
            panel.Controls.Add (list);
            for(int i=0; i< stocks.Count ; i++) ...{
                list.Items.Add (stocks[i]);
            }
        }
        //returns the Panel
        //------
        public  Panel getWindow() ...{
            return panel;
        }
        //returns an array of selected elements
        //------
        public ArrayList getSelected() ...{
            ArrayList sels = new ArrayList ();
            ListBox.SelectedObjectCollection  coll = list.SelectedItems  ;
            for(int i=0; i< coll.Count; i++) ...{
                string item = (string)coll[i];
                    sels.Add (item );
                }
        return sels;    
        }
        //------    
        //clear selected elements
        public void clear() ...{ 
            list.Items.Clear();
        }
    }

接下来创建一个抽象基类Equities，并由它派生出Stocks，Bonds和Mutuals类。

Equities.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;


    /**//// <summary>
    /// Summary description for Equities.
    /// </summary>
    public abstract class Equities     ...{
        protected ArrayList array;
        public abstract string ToString();
    //----------    
        public ArrayList getNames() ...{
            return array;
        }
    //----------    
        public int count() ...{
            return array.Count ;
        }
    }

Stock.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;



    /**//// <summary>
    /// Summary description for Stocks.
    /// </summary>
    public class Stocks:Equities     ...{
        public Stocks()         ...{
            array = new ArrayList();
            array.Add ("Cisco");
            array.Add ("Coca Cola");
            array.Add ("GE");
            array.Add ("Harley Davidson");
            array.Add ("IBM");
            array.Add ("Microsoft");
        }
        public override string ToString() ...{
            return "Stocks";
        }
    }

Bonds.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;

    /**//// <summary>
    /// Summary description for Bonds.
    /// </summary>
    public class Bonds:Equities
    ...{
        public Bonds()
        ...{
            array = new ArrayList();
            array.Add ("CT GO 2005");
            array.Add ("NY GO 2012");
            array.Add ("GE Corp Bonds");
        }
        public override string ToString() ...{
            return "Bonds";
        }
    }

Mutuals.cs代码示例：

using System;
using System.Collections ;


    /**//// <summary>
    /// Summary description for Mutuals.
    /// </summary>
    public class Mutuals:Equities
    ...{
        public Mutuals()
        ...{
            array = new ArrayList();
            array.Add ("Fidelity Magellan");
            array.Add ("Lindner");
            array.Add ("T Rowe Price");
            array.Add ("Vanguard Primecap");
            
        }
        public override string ToString() ...{
            return "Mutuals";
        }
    }

StockFactory.cs代码示例：

using System;


    /**//// <summary>
    /// Summary description for StockFactory.
    /// </summary>
    public class StockFactory
    ...{
        public static MultiChoice getBuilder(Equities stocks)
        ...{
            if (stocks.count ()<=3) ...{
                return new CheckChoice (stocks);
            }
            else ...{
                return new ListChoice(stocks);
            }
        }
    }

确定是返回一个复选框面板还是一个列表框面板。

public class WealthBuilder : Form     ...{
        private ListBox lsEquities;
        /**//// <summary>
        /// Required designer variable.
        /// </summary>
        private Container components = null;
        private Button btPlot;
        private Panel pnl;
        private MultiChoice mchoice;
        private void init() ...{
            lsEquities.Items.Add (new Stocks());
            lsEquities.Items.Add (new Bonds());
            lsEquities.Items.Add (new Mutuals());
        }
        public WealthBuilder()
        ...{
            InitializeComponent();
            init();
        }
}

private void lsEquities_SelectedIndexChanged(object sender, System.EventArgs e) ...{
            int i = lsEquities.SelectedIndex ;
            Equities eq = (Equities)lsEquities.Items[i];
            mchoice= StockFactory.getBuilder (eq);
            this.Controls.Remove (pnl);
            pnl = mchoice.getWindow ();
            setPanel();
        }

private void btPlot_Click(object sender, System.EventArgs e) ...{
    //display the selected items in a message box
    if(mchoice != null) ...{
        ArrayList ar  = mchoice.getSelected ();
        string ans = "";
        for(int i=0; i< ar.Count ; i++) ...{
            ans += (string)ar[i] +" ";
        }
        MessageBox.Show (null, ans, "Selected equities", MessageBoxButtons.OK  );
    }
}

生成器模式的效果：

1.         生成器允许读者改变产品的内部表示，同时也隐藏了产品如何组装的细节。

2.         每个特定的生成器都独立于其他的生成器，同时独立于程序的其他部分，这一点提高了对象的模块性，并使添加其他的生成器变得相对简单。

3.         由于每个生成是根据数据一步一步构建最终结果，所以能精确地控制生成器构建的每个结果。

 

抽象工厂返回的是一系列相关的类，而生成器是根据提供给它的数据一步一步地构建一个复杂的对象。