建造者模式
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建造不同的表示。
建造者模式的结构
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(),他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可以是抽象类,也可以是接口。
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(该方法可以由抽象建造者实现)。
Product(产品):它是被构建的复杂对象,包含多个组成部件,具体构造者创建该产品内部表示并定义它的装配过程。
Director(指挥者):指挥者又称为导演类,它负责安排复杂对象的构造次序,指挥者与抽象建造者之间存在关联。可以在其Construct()建造方法中调用建造者对象的部件构造和装备方法,完成复杂对象的构造。客户端一般只需要与指挥者进行交互,在客户端确认具体建造者的类型,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方法将对象传入指挥者类中。有些时候Director不是必要的,例如你可以直接在抽象类中完成这个操作。
撸码
汽车通常是由发动机、底盘、车身和电气设备4大部分组成。
今天这个例子就以汽车为例。
Builder:CarBuilder
ConcreteBuilder:BenzCarBuilder,BMWCarBuilder,AudiCarBuilder
Product:汽车
Director:CarController
Product
首先好确认车子的组成部分(属性)
/// <summary> /// Product /// </summary> public class Car { /// <summary> /// 发动机 /// </summary> public string Engine { get; set; } /// <summary> /// 底盘 /// </summary> public string Chassis { get; set; } /// <summary> /// 车声 /// </summary> public string Body { get; set; } /// <summary> /// 电气设备 /// </summary> public string Electrical { get; set; } }
Builder
抽象建造者类
/// <summary> /// 抽象建造者 /// </summary> public abstract class CarBuilder { protected Car _car; /* 抽象方法 */ public abstract void BuilderEngine(); public abstract void BuilderChassis(); public abstract void BuilderBody(); public abstract void BuilderElectrical(); public CarBuilder() { _car = new Car(); } public Car CreateCar() { return _car; }
ConcreteBuilder
具体的实现,这里为了避免代码看起来很多我就只放两个实现的Builder。
Audi
public class AudiCarBuilder : CarBuilder { public override void BuilderBody() { _car.Body = "豪华车身"; } public override void BuilderChassis() { _car.Chassis = "贵族底盘"; } public override void BuilderElectrical() { _car.Electrical = "史诗级电气设备,100000000w超级喷射"; } public override void BuilderEngine() { _car.Engine = "行星级发动机"; } }
Benz
public class BenzCarBuilder : CarBuilder { public override void BuilderBody() { _car.Body = "镶钻车身"; } public override void BuilderChassis() { _car.Chassis = "真空底盘"; } public override void BuilderElectrical() { _car.Electrical = "100000000w超级喷射"; } public override void BuilderEngine() { _car.Engine = "恒星级发动机"; } }
CarController(指挥者)
/// <summary> /// 指挥者 /// </summary> public class CarController { /// <summary> /// 构建一辆汽车 /// </summary> /// <param name="builder"></param> /// <returns></returns> public Car Construct(CarBuilder builder) { //可以调整你想要的顺序 builder.BuilderBody(); builder.BuilderChassis(); builder.BuilderElectrical(); builder.BuilderEngine(); return builder.CreateCar(); } }
最后测试一下
CarController controller = new CarController(); //造一辆奥迪车 Car car = controller.Construct(new AudiCarBuilder()); Console.WriteLine(car.Body); Console.WriteLine(car.Chassis); Console.WriteLine(car.Electrical); Console.WriteLine(car.Engine);
结果
当然如果你的Car很多,就可以用一个枚举或者工厂去处理它。
总结
建造者模式的优点
1.在建造者模式,客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身和产品的创建过程解耦,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,与其他的具体构造着无关,因此可以很方便的地替换具体建造者或增加新的建造者,用户使用不同的具体建造者即可获得不同的产品对象。由于建造者类针对抽象建造者编程,增加新的建造者无需修改原有类库的代码,系统扩展方便,符合开闭原则。
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到不同的方法中,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。
建造者模式的缺点
1.建造者模式所创建的产品一般具有较多的相同点,其组成方式很相似,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,因此其适用范围收到一定的限制。
2.如果产品的内部变化复杂,可能需要定义很多具体建造者来实现这种变化,导致系统变得很庞大,增加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属性相互依赖,需要指定生成顺序。
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,将创建过程封装到指挥者类中,而不是在建造者类和客户类。
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。