设计模式（4）建造者模式/生成器模式（Builder）
设计模式（3）抽象工厂模式（Abstract Factory）
0 建造者模式简介
0.0 建造者模式定义
建造者模式是一种常见的创建型模式，也称生成器模式。建造者模式的一般书面化定义为：将一个复杂对象的构建与该对象的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示
建造者模式主要用于构建复杂产品，并且该产品是可以步骤化或者模块化的，最终可以根据步骤或模块组装创建出一个复杂产品。
现实生活中我们每天都在使用的手机有不同品牌不同型号，千差万别，但他们都具有屏幕、电池、外壳、核心（CPU、GUPU、ROM、RAM等）共性模块，即他们的创建过程是一致的，变化的只是每个步骤/模块的详细实现细节。这种情景是使用创建者模式的最佳时机，最终产品构建过程是统一且固定的，我们将变化的部分交给建造者，只需要配置不同的建造者，就可以使同样的构建过程生产出完全不同的产品。
建造者模式的结构图如下
Director：指导者，主要用来使用Buider接口，以一个统一固定的过程生产最终的产品Product
Builder：建造者抽象接口，定义创建一个Product对象所需各个部件的操作。在该接口中一般要求包含创建部件的方法如buidPartA,buidPartB等，同时还要包含一个获取最终创建的复杂对象的方法getResult()。builder可以定义为一个抽象类或者接口
ConcreteBuilder：具体的建造者实现，继承自Builder接口，实现接口中定义的创建部件及返回产品的方法。在这里不同的创建者实现类，对同一部件或步骤进行不同的详细实现，来完成不同产品的创建。
Product：最终产品类，表示被建造者构建出来的复杂对象，其用于多个固定的部件或步骤。
0.1 建造者模式应用场景
我们以英雄祭坛里造英雄这一过程为例。在使用模式之前，我们最直接的代码应该像下面这样。
恶魔猎手创建类
/// <summary> /// 恶魔猎手创建类 /// </summary> public class DH { /// <summary> /// 创建英雄 /// </summary> /// <returns></returns> public string BuilderHero() { string body = "黑夜给了我黑色眼睛，我却用它去寻找光明。"; // 创建身体 string weapon = "艾辛诺斯双刃。"; // 创建武器 string mount = "我有这双脚有这双腿。"; // 创建坐骑 return body + weapon + mount; } }
同样，月之女祭司创建类
/// <summary> /// 月之女祭司创建类 /// </summary> public class POM { /// <summary> /// 创建英雄 /// </summary> /// <returns></returns> public string BuilderHero() { string body = "夜幕只为朱颜改，群星陨落无穷。"; // 创建身体 string weapon = "索利达尔·群星之怒。"; // 创建武器 string mount = "艾斯卡达尔。"; // 创建坐骑 return body + weapon + mount; } }
客户调用时只需要实例化不同的英雄创建类，来完成对应英雄的创建。
DH dh = new DH(); Console.WriteLine(dh.BuilderHero()); POM pom = new POM(); Console.WriteLine(pom.BuilderHero()); Console.ReadLine();
这样我们需要别的英雄时只需要再添加一个创建该英雄对应的类。
我们这里只是简单的通过一句话描述创建了英雄身体、武器、坐骑三个关键部位，而实际中一个复杂产品的构件过程是远远要复杂的多，比如我们常见的文件导出，一个文件有头、内容、尾部说明三类内容，导出txt格式跟导出xml格式的操作，每个部位的创建都要根据不同的格式进行处理。
同时我们发现这样一种情况，每个英雄创建类中创建英雄的方法其实都是同一种模式，处理步骤完全一样，唯一变化的部分就在于每个步骤的具体实现细节，我们自然会考虑
1、创建每个英雄都要用到同样的步骤，对与固定不变的部分，我们要提炼出来，形成统一且公用的处理过程
2、英雄不只这两个，还会有很多其他英雄需要创建，要求我们在处理过程不变的情况下，能实现创建不同英雄的需要
也就是说，我们的固定不变的处理过程应该和变化的具体实现分离，从而达到固定处理过程的复用，同时还能满足不同具体实现的需求，此时的需求已经和前面介绍过的建造者模式非常贴近了。
1 建造者模式详解
0、提炼具体产品类
将上面用字符串表示的英雄的三个特征使用一个英雄类表示
/// <summary> /// 英雄类 /// </summary> public class Hero { /// <summary> /// 身体特征 /// </summary> public string Body { get; set; } /// <summary> /// 武器 /// </summary> public string Weapon { get; set; } /// <summary> /// 坐骑 /// </summary> public string Mount { get; set; } }
1、建造者接口
建造者接口包含创建各部位的方法定义，及获取最终产品方法的定义
/// <summary> /// 建造者接口 /// </summary> public interface IBuilder { /// <summary> /// 创建身体特征 /// </summary> /// <returns></returns> void BuildBody(); /// <summary> /// 创建武器 /// </summary> /// <returns></returns> void BuildWepon(); /// <summary> /// 创建坐骑 /// </summary> /// <returns></returns> void BuildMount(); /// <summary> /// 获取最终产品 /// </summary> /// <returns></returns> Hero GetResult(); }
2、建造者具体实现类
恶魔猎手建造者实现类
/// <summary> /// 恶魔猎手建造者实现类 /// </summary> public class DHBuilder : IBuilder { private Hero _hero = new Hero(); /// <summary> /// 创建身体特征 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildBody() { _hero.Body = "黑夜给了我黑色眼睛，我却用它去寻找光明。"; } /// <summary> /// 创建武器 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildWeapon() { _hero.Weapon= "艾辛诺斯双刃。"; } /// <summary> /// 创建坐骑 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildMount() { _hero.Mount= "我有这双脚有这双腿。"; } public Hero GetResult() { return _hero; } }
月之女祭司建造者类实现
/// <summary> /// 月之女祭司建造者类 /// </summary> public class POMBuilder : IBuilder { private Hero _hero = new Hero(); /// <summary> /// 创建身体特征 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildBody() { _hero.Body = "夜幕只为朱颜改，群星陨落无穷。"; } /// <summary> /// 创建武器 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildWeapon() { _hero.Weapon = "索利达尔·群星之怒。"; } /// <summary> /// 创建坐骑 /// </summary> /// <returns></returns> public void BuildMount() { _hero.Mount = "艾斯卡达尔。"; } /// <summary> /// 创建最终产品 /// </summary> /// <returns></returns> public Hero GetResult() { return _hero; } }
3 、指导者实现
/// <summary> /// 指导者 /// </summary> public class Director { /// <summary> /// 指导方法 /// </summary> public void Construct(IBuilder builder) { builder.BuildBody(); // 创建身体特征 builder.BuildWeapon(); // 创建武器 builder.BuildMount(); // 创建坐骑 } }
4、客户端调用
Director director = new Director(); DHBuilder buider1 = new DHBuilder(); director.Construct(buider1); Hero dh = buider1.GetResult(); DHBuilder buider2 = new DHBuilder(); director.Construct(buider2); Hero pom = buider1.GetResult();
2 总结
建造者模式具有一下优点
1、松散耦合
建造者模式把产品的构建过程独立出来，实现产品构建和产品表现的分离，从而使得构建算法可以复用，同时具体产品表现也可以灵活的扩展和切换。
2、可以很容易改变产品内部表示
在建造者模式中，Builder只提供接口给Director使用，具体的部件创建和装配方式有具体的创建者实现类实现，Director不关注具体实现细节，这样一来，如果像改变产品内部的表示，只需要修改具体建造者实现类即可。
3、更好的复用性
固定建造过程可以复用
