建造者模式（Builder Pattern）

一、什么是建造者模式

意图：

将一个复杂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。

模型图：

 

 

二、建造者模式实例

需求：这种模式用于快餐店制作儿童餐。典型的儿童餐包括一个主食，一个辅食，一杯饮料和一个玩具（例如汉堡、炸鸡、可乐和玩具车）。这些在不同的儿童餐中可以是不同的，但是组合成儿童餐的过程是相同的。无论顾客点的是汉堡，三名治还是鸡肉，过程都是一样的。柜台的员工直接把主食，辅食和玩具放在一起。这些是放在一个袋子中的。饮料被倒入杯中，放在袋子外边。这些过程在相互竞争的餐馆中是同样的。

示意图如下：

• 客户端：顾客。想去买一套套餐（这里面包括汉堡，可乐，薯条），可以有1号和2号两种套餐供顾客选择。
• 指导者角色：收银员。知道顾客想要买什么样的套餐，并告诉餐馆员工去准备套餐。
• 建造者角色：餐馆员工。按照收银员的要求去准备具体的套餐，分别放入汉堡，可乐，薯条等。
• 产品角色：最后的套餐，所有的东西放在同一个盘子里面。

1．客户创建Derector对象，并用它所想要的Builder对象进行配置。顾客进入KFC店要买套餐，先找到一个收银员，相当于创建了一个指导者对象。这位收银员给出两种套餐供顾客选择：1普通套餐，2黄金套餐。完成的工作如时序图中红色部分所示。

程序实现如下：

产品（套餐）类：

//产品套餐类
public class Food
{
    Hashtable foodList = new Hashtable();

    //添加套餐中含有的食物
    public void Add(string name, string price)
    {
        this.foodList.Add(name, price);
    }

    //显示套餐中的产品
    public void Show()
    {
        IDictionaryEnumerator myEnumerator = foodList.GetEnumerator();
        Console.WriteLine("Food List");
        Console.WriteLine("==============================");

        string strfoodlist = "";
        while (myEnumerator.MoveNext())
        {
            strfoodlist = strfoodlist + "\n" + myEnumerator.Key.ToString();
            strfoodlist = strfoodlist + ":\t" + myEnumerator.Value.ToString();
        }

        Console.WriteLine(strfoodlist);
        Console.WriteLine("\n------------------------------");
    }
}

指导者通知建造器。收银员（指导者）告知餐馆员工准备套餐。这里我们准备套餐的顺序是：放入汉堡，可乐倒入杯中，薯条放入盒中，并把这些东西都放在盘子上。这个过程对于普通套餐和黄金套餐来说都是一样的，不同的是它们的汉堡，可乐，薯条价格不同而已。如时序图红色部分所示：

程序实现：

//营业员（指导者角色）
public class FoodManager
{
    public void Construct(FoodBuilder builder)
    {
        builder.BuildHumb();

        builder.BuildCoke();

        builder.BuildChips();
    }
}

建造者处理指导者的要求，并将部件添加到产品中。餐馆员工（建造者）按照收银员要求的把对应的汉堡，可乐，薯条放入盘子中。这部分是建造者模式里面富于变化的部分，因为顾客选择的套餐不同，套餐的组装过程也不同，这步完成产品对象的创建工作。

程序实现：

public abstract class FoodBuilder
{
    public abstract void BuildHumb();

    public abstract void BuildCoke();

    public abstract void BuildChips();

    public abstract Food GetFood();
}

//具体构造者（普通餐）
public class NormalFood : FoodBuilder
{
    private Food normalFood = new Food();

    public override void BuildHumb()
    {
        normalFood.Add("NormalHumb", "$2.00");
    }

    public override void BuildCoke()
    {
        normalFood.Add("SmallCoke", "$1.30");
    }

    public override void BuildChips()
    {
        normalFood.Add("SmallChips", "$1.60");
    }

    public override Food GetFood()
    {
        return normalFood;
    }
}

//具体构造者（黄金套餐）
public class GoldenFood : FoodBuilder
{
    private Food goldenFood = new Food();

    public override void BuildHumb()
    {
        goldenFood.Add("GoldenHumb", "$3.00");
    }

    public override void BuildCoke()
    {
        goldenFood.Add("BigCoke", "$1.80");
    }

    public override void BuildChips()
    {
        goldenFood.Add("BigChips", "$1.90");
    }

    public override Food GetFood()
    {
        return goldenFood;
    }
}

客户从建造者检索产品。从餐馆员工准备好套餐后，顾客再从餐馆员工那儿拿回套餐。这步客户程序要做的仅仅是取回已经生成的产品对象，如时序图中红色部分所示。

完整的客户程序：

public class Client
{
    public static void Main(string[] args)
    {
        FoodManager manager = new FoodManager();
        FoodBuilder builder = new GoldenFood();

        manager.Construct(builder);

        Food goldenFood = builder.GetFood();
        goldenFood.Show();

        Console.Read();
    }

}

通过分析不难看出，在这个例子中，在准备套餐的过程是稳定的，即按照一定的步骤去做，而套餐的组成部分则是变化的，有可能是普通套餐或黄金套餐等。这个变化就是建造者模式中的“变化点“，就是我们要封装的部分。

 

 

三、建造者模式的效果

• 建造者模式的使用使得产品的内部表象可以独立的变化。使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节
• 每一个Builder都相对独立，而与其它的Builder无关。
• 可使对构造过程更加精细控制。
• 将构建代码和表示代码分开。
• 建造者模式的缺点在于难于应付“分步骤构建算法”的需求变动。

 

 

四、建造者模式的适用性

• 需要生成的产品对象有复杂的内部结构。
• 需要生成的产品对象的属性相互依赖，建造者模式可以强迫生成顺序。
• 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其它对象，这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。