Builder 生成器模式简介与 C# 示例【创建型2】【设计模式来了_2】
Builder 生成器模式简介与 C# 示例【创建型2】【设计模式来了_2】
〇、简介
1、什么是生成器模式？
一句话解释：
在构造一个复杂的对象（参数多且有可空类型）时，通过一个统一的构造链路，可选择的配置所需属性值，灵活实现可复用的构造过程。
生成器模式的重心，在于分离构建算法和具体的构造实现，从而使得构建算法可以重用。采用不同的构建实现，产生不同的产品。所以生成器模式都会存在两个部分：整体构建算法、部件的构造和产品的装配。
官方意图：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。
一个比喻：（班级与各科课代表）
每个班级都需要各科课代表，选人条件也会有多个，比如单科成绩名列前茅、课堂表现活跃等，还有些非必要的条件，例如是否开朗等，根据这些条件就可以制定一个标准，对应的就是统一的 IBuilder 接口。不同的科目都可以实现这个接口去生成自己的课代表。
2、优缺点和使用场景
优点：
- 客户端不必知道目标对象内部组成的细节，目标对象本身与目标对象的创建过程解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的目标对象；
- 具体创建者可被扩展；
- 更加精细化的操控目标对象的生成过程，根据生成器提供的步骤逐步构建，可以精细化的控制到产品的内部。
缺点：
- 目标对象有很多共同特定，不同的目标对象组成类似，差异不是很多。
适用场景：
- 当创建复杂对象的算法，应该独立于该对象的组成部分，以及它们的装配方式时。
- 当构造过程必须允许被构造的对象有不同的表示时。
简言之：当一个类的构造函数参数个数超过4个，而且这些参数有些是可选的参数，考虑使用构造者模式。
一、简单的示例代码
如下示例，通过生成器创建一个订单：
| // 测试一下 | |
| public class Program | |
| { | |
| static void Main(string[] args) | |
| { | |
| OrderBuilder builder = new OrderBuilder(); | |
| OrderDirector director = new OrderDirector(builder); | |
| object order = director.Construct("John Doe", "Product ABC", 2, 10.99m); | |
| Console.WriteLine(order.ToString()); | |
| Console.ReadLine(); | |
| } | |
| } | |
| // 订单类 | |
| public class Order | |
| { | |
| public string CustomerName { get; set; } | |
| public string ProductName { get; set; } | |
| public int Quantity { get; set; } | |
| public decimal TotalPrice { get; set; } | |
| public override string ToString() // 重写 ToString() 定义输出格式 | |
| { | |
| return $"Customer: {CustomerName}\nProduct: {ProductName}\nQuantity: {Quantity}\nTotal Price: {TotalPrice}"; | |
| } | |
| } | |
| // 生成器接口 | |
| public interface IBuilder | |
| { | |
| OrderBuilder SetCustomer(string customerName); | |
| OrderBuilder AddProduct(string productName, int quantity, decimal price); | |
| Order Build(); | |
| } | |
| // 订单生成器，实现接口 IBuilder | |
| public class OrderBuilder : IBuilder | |
| { | |
| private Order order; | |
| public OrderBuilder() | |
| { | |
| order = new Order(); | |
| } | |
| public OrderBuilder SetCustomer(string customerName) | |
| { | |
| order.CustomerName = customerName; | |
| return this; | |
| } | |
| public OrderBuilder AddProduct(string productName, int quantity, decimal price) | |
| { | |
| order.ProductName = productName; | |
| order.Quantity = quantity; | |
| order.TotalPrice = quantity * price; | |
| return this; | |
| } | |
| public Order Build() // 最后返回创建的 Order 对象 | |
| { | |
| return order; | |
| } | |
| } | |
| // 订单导向器，完成具体的构建步骤 | |
| public class OrderDirector | |
| { | |
| private IBuilder builder; | |
| public OrderDirector(IBuilder builder) | |
| { | |
| this.builder = builder; | |
| } | |
| public Order Construct(string customerName, string productName, int quantity, decimal price) | |
| { | |
| builder.SetCustomer(customerName) | |
| .AddProduct(productName, quantity, price); | |
| return builder.Build(); | |
| } | |
| } |
结果输出：
再试着扩展一下：（这里简单举个例子，线上和线下订单区别在是否有购买者用户名）
点击展开示例代码 线上线下订单生成结果输出：
二、生成器模式结构
根据上一章节的示例代码，简单画一个 UML 图，如下：
IBuilder：为创建一个 Order 对象的各个信息而指定抽象接口。
OrderBuilder：实现 IBuilder 的接口以构造和装配该订单的各个部件；定义并明确它所创建的表示；提供一个获取订单的接口。
OrderDirector：构造一个使用 IBuilder 接口的对象。
Order：表示被构造的复杂对象。OrderBuilder 创建该订单的内部表示并定义它的装配过程。包含定义组成部件的类，包括将这些部件装配成最终产品的接口。
三、在 .Net 框架中的实际应用
例如在 WebAPI 项目中的 Program.cs 文件中的主方法 Main()，CreateHostBuilder(args).Build().Run()在 WebHost 构建时采用了生成器模式。
| public class Program | |
| { | |
| public static void Main(string[] args) | |
| { | |
| CreateHostBuilder(args).Build().Run(); | |
| } | |
| public static IHostBuilder CreateHostBuilder(string[] args) => | |
| Host.CreateDefaultBuilder(args) | |
| .ConfigureWebHostDefaults(webBuilder => | |
| { | |
| webBuilder.UseStartup<Startup>(); | |
| }); | |
| } |
其生成器接口定义如下，其中 Configure 系列的配置方法均返回构建器接口类，以便在构建时，可以方便的对配置进行连续配置，这也是链式调用的经典场景之一。例如，构建时可以使用CreateHostBuilder(args).ConfigureAppConfiguration(a=>a.builder()).ConfigureServices((builder,s)=>s.register()).Build();，这样感觉像一个流水线机器一样，逐步构建完毕各个部分，最后生成出预制件。
| // Microsoft.Extensions.Hosting.Abstractions, Version=5.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=adb9793829ddae60 | |
| // Microsoft.Extensions.Hosting.IHostBuilder | |
| using System; | |
| using System.Collections.Generic; | |
| using Microsoft.Extensions.Configuration; | |
| using Microsoft.Extensions.DependencyInjection; | |
| using Microsoft.Extensions.Hosting; | |
| public interface IHostBuilder | |
| { | |
| IDictionary<object, object> Properties { get; } | |
| IHostBuilder ConfigureHostConfiguration(Action<IConfigurationBuilder> configureDelegate); | |
| IHostBuilder ConfigureAppConfiguration(Action<HostBuilderContext, IConfigurationBuilder> configureDelegate); | |
| IHostBuilder ConfigureServices(Action<HostBuilderContext, IServiceCollection> configureDelegate); | |
| IHostBuilder UseServiceProviderFactory<TContainerBuilder>(IServiceProviderFactory<TContainerBuilder> factory); | |
| IHostBuilder UseServiceProviderFactory<TContainerBuilder>(Func<HostBuilderContext, IServiceProviderFactory<TContainerBuilder>> factory); | |
| IHostBuilder ConfigureContainer<TContainerBuilder>(Action<HostBuilderContext, TContainerBuilder> configureDelegate); | |
| IHost Build(); | |
| } |
四、相关模式
AbstractFactory 与 Builder 相似，因为它也可以创建复杂对象。主要区别是 Builder 模式侧重于一步步构造一个复杂的对象，而 AbstractFactory 侧重于多个系列的产品对象（简单或复杂的）。Builder 在最后一步返回产品，而 AbstractFactory 产品时立即返回的。
另外，Composite 组合模式是用 Builder 生成的。
参考： https://www.cnblogs.com/zhuYears/archive /2012/05/25/2518008.html https://www.cnblogs.com/gaochundong/p/design_pattern_builder.html https://juejin.cn/post/6991323757335805960
本文来自博客园，作者：橙子家，微信号：zfy1070491745，有任何疑问欢迎沟通，一起成长！ 您的支持，博主的动力！
