建造者模式

# 分类

创建型模式

# 定义

建造者模式(Builder Pattern) 又叫生成器模式，使用多个简单对象一步一步构建成一个复杂对象。

# 意图

建造者模式就是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。

# 应用场景

需要生成的对象具有复杂的内部结构。
需要生成的对象内部属性本身相互依赖。

应用案例

去肯德基，汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的，而其组合是经常变化的，生成出所谓的套餐。

# 角色与结构图

Product：产品角色 建造者要创建的产品对象。
Builder：抽象建造者角色 定义了一组建造产品部分对象的接口。
ConcreteBuilder：具体建造者角色 实现了抽象建造者的接口，实现建造产品的具体方案。
Director：导演角色 指导建造者构建产品。
Client：客户程序角色 使用上述类生成产品对象。

下图解释了建造者模式中各角色的作用

<<------------------------建造者模式结构图--------------------------->>

# 示例代码

// Product 产品类，由多个部件组件
class Product{
  IList<string> parts = new List<string>();

  public void Add(string part){
    parts.Add(part);
  }

  public void Show(){
    Console.WriteLine("创建---");
    foreach(string part in parts){
      Console.WriteLine(part);
    }
  }
}

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

// 具体构建方案1
class ConcreteBuilder1 : Builder{
  private Product product = new Product();

  public override void BuildPartA(){
    product.Add("部件A");
  }

  public override void BuildPartB(){
    product.Add("部件B");
  }

  public override Product GetResult(){
    return product;
  }
}

// 具体构建方案2
class ConcreteBuilder2 : Builder{
  private Product product = new Product();

  public override void BuildPartA(){
    product.Add("部件X");
  }

  public override void BuildPartB(){
    product.Add("部件Y");
  }

  public override Product GetResult(){
    return product;
  }
}

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//导演类
class Director{
  public void Construct(Builder builder){
    builder.BuildPartA();
    builder.BuildPartB();
  }
}

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//客户端代码
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();

  Console.ReadLine();
}

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# 优点

建造者独立易扩展。
便于控制细节风险。

# 缺点

产品必须有共同点，范围有限制。
内部变化复杂，会有很多的建造者类。

# 小结

建造者模式可以将一个产品的内部表象与产品的生产过程分割开来，从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。如果我们用了建造者模式，那么用户就只需指定需要建造的类型就可以得到它们，而具体建造的过程和细节就不需要知道了。
建造者Builder是为创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口。(抽象建造者只定义流程)
具体建造者ConcreteBuilder实现Builder接口，构造和装配各个部件。(具体建造细节)
指挥者Director根据具体需求构建一个使用Builder接口的对象
主要解决？主要解决在软件系统中，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。
何时使用？一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候。
如何解决？将变与不变分离开。
关键代码？
- 建造者：创建和提供实例。
- 导演：管理建造出来的实例的依赖关系。

提示

与工厂模式的区别是建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

# 大结

模式缘起：假设创建游戏中的一个房屋设施，该房屋的构建由几个部分组成，且各个部分要富于变化。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。要点：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。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。抽象工厂模式解决系列对象的需求变化，生成器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。

# 一句话概括

封装一个复杂对象的创建过程，并可以按步骤构造。创建者模式要求建造的过程必须是稳定的。

编辑

#设计模式

上次更新: 2025/03/22, 13:47:44

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