《设计模式》学习笔记(5)——创建者模式(Builder)

1、意图
    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。

2、别名
    无

3、为什么会使用Builder模式
    在使用Word的时候，我们可以将文档存为多种格式，如RTF、txt、doc等等。假设我们在转换过程中是根据不同的元素来进行转化的，比如可以将转换分为字母转换、字体转换和段落标记的转换，且每次转换都会有这三个步骤。而且，未来可能还需要加入我们目前仍然未知的格式。则这里很显然我们可以抽象出这三个步骤的接口，并在其子类中实现；然后将这三个部分组合起来，就成为了我们所需要的东西。这样的一种方法便被称为了Builder模式。

4、适用性
    以下情况下可以使用此模式：

    • 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。

5、实例
    我们仍然沿用前面的迷宫例子：我们现在需要一个这样的标准迷宫：它只有两个相邻的房间，编号为1的房间东面是一扇门，这扇门是与编号为2的房间共用的，其他的面都为墙壁。

6、结构图示
    我们现在使用Builder模式来创建它，首先看结构图示：

    在这里，抽象类MazeBuilder称为builder，它创建了一套公共的接口，指出了构建一个迷宫所需要的操作并提供了一个检索产品的方法；但真正的实现部分是在下面继承自它的StandardMazeBuilder子类中。里面的MazeGame又称为director，因为它负责构造一个使用builder的对象。这里的Product显然就是Maze了，它由StandardMazeBuilder装配而成。

7、协作关系
    • 首先是客户创建director，并配置所需要的builder的部件。
    • 一旦需要产品部件，director会给builder一个通知。
    • builder会检索如何去实现director的需求，生成部件并添加到产品。
    • 最终客户从builder中去检索所需要的产品。

如下图

8、代码实现
这里仅仅作些示例代码，希望需要全部代码的可在文章最后的链接处下载。

首先看builder的定义，上面的结构图已经清晰的指出它是一个抽象类。

public abstract class MazeBuilder

{

protected MazeBuilder()

{

}

public abstract void BuildMaze();

public abstract void BuildRoom(int roomNo);

public abstract void BuildDoor(int roomFrom, int roomTo);

public abstract Maze GetMaze();

}

再来看看director，它定义了需要什么样的产品并返回所生成的产品。

public class MazeGame

{

public MazeGame()

{

}

public Maze CreateMaze(MazeBuilder builder)

{

builder.BuildMaze();

builder.BuildRoom(1);

builder.BuildRoom(2);

builder.BuildDoor(1, 2);

return builder.GetMaze();

}

客户只需简单创建director就可以得到所构建的产品

MazeGame game = new MazeGame();

StandardMazeBuilder builder = new StandardMazeBuilder();

game.CreateMaze(builder);

Maze maze = builder.GetMaze();

9、使用builder模式的效果
    1）它让你可以改变一个产品的内部表示。因为你总是需要通过director来调用抽象出来的builder接口。
    2）构造代码与表示代码分开了。举个例子：如果你有个产品是由A、B、C三部分生成，但B有两种不同的实现而造成有两种产品。那么对于A和C你仍然只需要写一次代码，然后通过配置director而得到不同的产品。
    3）你可以更精确的控制如何构造产品。由于产品是一部一部构建起来的，因此你可以决定构建的顺序并控制其内部结构。

10、相关模式
    Abstract Factory与Builder相似，他们都可以创建复杂对象。主要区别就是builder着重一步步构造复杂的产品对象，而Abstract Factory着重生成一个系列的产品对象。另外一个就是builder是最后才返回产品，而Abstract Factory则立即返回。
    Composite通常由Builder生成。