Builder (建造者) — 【面向对象设计模式学习】

Builder (建造者) — 【面向对象设计模式学习】

By CityWalker 2010年3月19日

Intent

Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.

Applicability

有些情况下，一个对象会有一些重要的性质，在它们没有恰当的值之前，对象不能作为一个完整的产品使用。比如，一个电子邮件有发件人地址、收件人地址、主题、内容、附录等部分，而在最起码的收件人地址未被赋值之前，这个电子邮件不能发出。

有些情况下，一个对象的一些性质必须按照某个顺序赋值才有意义。在某个性质没有赋值之前，另一个性质则无法赋值。这些情况使得性质本身的建造涉及到复杂的商业逻辑。

这时候，此对象相当于一个有待建造的产品，而对象的这些性质相当于产品的零件，建造产品的过程就是组合零件的过程。由于组合零件的过程很复杂，因此，这些"零件"的组合过程往往被"外部化"到一个称作建造者的对象里，建造者返还给客户端的是一个全部零件都建造完毕的产品对象。

Structure

 

建造者（Builder）角色：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。一般而言，此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者（ConcreteBuilder）角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的方法：一个是建造方法，另一个是结果返还方法。

具体建造者（Concrete Builder）角色：担任这个角色的是于应用程序紧密相关的类，它们在应用程序调用下创建产品实例。这个角色主要完成的任务包括：

a)         实现Builder角色提供的接口，一步一步完成创建产品实例的过程。

b)         在建造过程完成后，提供产品的实例。

指导者（Director）角色：担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象。导演者并没有产品类的具体知识，真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者对象。

产品（Product）角色：产品便是建造中的复杂对象。

指导者角色是于客户端打交道的角色。导演者角色将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的建造请求，再将这些请求委派给具体建造者角色。具体建造者角色是做具体建造工作的，但却不为客户端所知。

Example

 以交通工具的制造为例，类图如下：

主要代码实现：

VehicleBuilder

public abstract class VehicleBuilder
    {
        protected Vehicle vehicle;

        public Vehicle VehicleInfo
        {
            get { return vehicle; }            
        }

        public abstract void BuildFrame();

        public abstract void BuildEngine();

        public abstract void BuildWheel();

        public abstract void BuildDoor();

        public abstract Vehicle GetProduct();
    }

Shop

public class Shop
    {
        public void Construct(VehicleBuilder vehicle)
        {
            vehicle.BuildFrame();
            vehicle.BuildEngine();
            vehicle.BuildWheel();
            vehicle.BuildDoor();
            vehicle.GetProduct().Show();
        }
    }

Vehicle

public class Vehicle
    {
        private string type;
        private Hashtable parts = new Hashtable();

        public Vehicle(string type)
        {
            this.type = type;
        }

        public object this[string key]
        {
            get { return parts[key]; }
            set { parts[key] = value; }
        }

        public void Show()
        {
            Console.WriteLine("-------------------");
            Console.WriteLine("Frame: " + parts["frame"]);
            Console.WriteLine("Engine: " + parts["engine"]);
            Console.WriteLine("Wheels: " + parts["wheels"]);
            Console.WriteLine("Doors: " + parts["doors"]);
        }
    }

MotorCycleBuilder

public class MotorCycleBuilder : VehicleBuilder
    {
        public override void BuildFrame()
        {
            vehicle = new Vehicle("MotorCycle");
            vehicle["frame"] = "MotorCycle Frame";
        }

        public override void BuildEngine()
        {
            vehicle["engine"] = "500 cc";
        }

        public override void BuildWheel()
        {
            vehicle["wheels"] = "2";
        }

        public override void BuildDoor()
        {
            vehicle["doors"] = "0";
        }

        public override Vehicle GetProduct()
        {
            return vehicle;
        }
    }

CarBuilder

public class CarBuilder : VehicleBuilder
    {
        public override void BuildFrame()
        {
            vehicle = new Vehicle("Car");
            vehicle["frame"] = "Car Frame";
        }

        public override void BuildEngine()
        {
            vehicle["engine"] = "2500cc";
        }

        public override void BuildWheel()
        {
            vehicle["wheels"] = "4";
        }

        public override void BuildDoor()
        {
            vehicle["doors"] = "4";
        }

        public override Vehicle GetProduct()
        {
            return vehicle;
        }
    }

Client:

static void Main(string[] args)
        {
            VehicleBuilder builder = new CarBuilder();
            Shop shop = new Shop();
            shop.Construct(builder);

            Console.ReadKey();
        }