建造者模式（Builder Pattern）

建造者模式（Builder Pattern）（转）

——.NET设计模式系列之四

Terrylee，2005年12月17日

概述

在软件系统中，有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法确相对稳定。如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化，从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变？这就是要说的建造者模式。

本文通过现实生活中的买KFC的例子，用图解的方式来诠释建造者模式。

意图

将一个复杂的构建与其表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

模型图

生活中的例子

生成器模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现。这种模式用于快餐店制作儿童餐。典型的儿童餐包括一个主食，一个辅食，一杯饮料和一个玩具（例如汉堡、炸鸡、可乐和玩具车）。这些在不同的儿童餐中可以是不同的，但是组合成儿童餐的过程是相同的。无论顾客点的是汉堡，三名治还是鸡肉，过程都是一样的。柜台的员工直接把主食，辅食和玩具放在一起。这些是放在一个袋子中的。饮料被倒入杯中，放在袋子外边。这些过程在相互竞争的餐馆中是同样的。

实现过程图解

在这里我们还是以去KFC店买套餐为例子，示意图如下：

客户端：顾客。想去买一套套餐（这里面包括汉堡，可乐，薯条），可以有1号和2号两种套餐供顾客选择。

指导者角色：收银员。知道顾客想要买什么样的套餐，并告诉餐馆员工去准备套餐。

建造者角色：餐馆员工。按照收银员的要求去准备具体的套餐，分别放入汉堡，可乐，薯条等。

产品角色：最后的套餐，所有的东西放在同一个盘子里面。

下面开始我们的买套餐过程。

1．客户创建Derector对象，并用它所想要的Builder对象进行配置。顾客进入KFC店要买套餐，先找到一个收银员，相当于创建了一个指导者对象。这位收银员给出两种套餐供顾客选择：1普通套餐，2黄金套餐。完成的工作如时序图中红色部分所示。

程序实现：

 1using System;
 2using System.Configuration;
 3using System.Reflection;
 4
 5namespace KFC
 6{
 7    /// <summary>
 8    /// Client 类
 9    /// </summary>
10    public class Client
11    {
12        public static void Main(string[] args)
13        {
14            FoodManager foodmanager = new FoodManager();
15
16            Builder instance;
17
18            Console.WriteLine("Please Enter Food No:");
19
20            string No = Console.ReadLine();
21
22            string foodType = ConfigurationSettings.AppSettings["No"+No];
23
24            instance = (Builder)Assembly.Load("KFC").CreateInstance("KFC." + foodType);
25
26            foodmanager.Construct(instance);
27        }
28    }
29}
30

产品（套餐）类：

 1using System;
 2using System.Collections;
 3
 4namespace KFC
 5{
 6    /// <summary>
 7    /// Food类，即产品类
 8    /// </summary>
 9    public class Food
10    {
11        Hashtable food = new Hashtable();
12        
13        /// <summary>
14        /// 添加食品
15        /// </summary>
16        /// <param name="strName">食品名称</param>
17        /// <param name="Price">价格</param>
18        public void Add(string strName,string Price)
19        {
20            food.Add(strName,Price);
21        }
22        
23        /// <summary>
24        /// 显示食品清单
25        /// </summary>
26        public void Show()
27        {
28            IDictionaryEnumerator myEnumerator  = food.GetEnumerator();
29            Console.WriteLine("Food List:");
30            Console.WriteLine("------------------------------");
31            string strfoodlist = "";
32            while(myEnumerator.MoveNext())
33            {
34                strfoodlist = strfoodlist + ""n"n" + myEnumerator.Key.ToString();
35                strfoodlist = strfoodlist + ":"t" +myEnumerator.Value.ToString();
36            }
37            Console.WriteLine(strfoodlist);
38            Console.WriteLine(""n------------------------------");
39        }
40    }
41}
42

2．指导者通知建造器。收银员（指导者）告知餐馆员工准备套餐。这里我们准备套餐的顺序是：放入汉堡，可乐倒入杯中，薯条放入盒中，并把这些东西都放在盘子上。这个过程对于普通套餐和黄金套餐来说都是一样的，不同的是它们的汉堡，可乐，薯条价格不同而已。如时序图红色部分所示：

程序实现：

 1using System;
 2
 3namespace KFC
 4{
 5    /// <summary>
 6    /// FoodManager类，即指导者
 7    /// </summary>
 8    public class FoodManager
 9    {
10        public void Construct(Builder builder)
11        {
12            builder.BuildHamb();
13
14            builder.BuildCoke();
15
16            builder.BuildChip();
17        }    
18    }
19}
20

3．建造者处理指导者的要求，并将部件添加到产品中。餐馆员工（建造者）按照收银员要求的把对应的汉堡，可乐，薯条放入盘子中。这部分是建造者模式里面富于变化的部分，因为顾客选择的套餐不同，套餐的组装过程也不同，这步完成产品对象的创建工作。

程序实现：

 1using System;
 2
 3namespace KFC
 4{
 5    /// <summary>
 6    /// Builder类，即抽象建造者类，构造套餐
 7    /// </summary>
 8    public abstract class Builder
 9    {    
10        /// <summary>
11        /// 添加汉堡
12        /// </summary>
13        public abstract void BuildHamb();
14        
15        /// <summary>
16        /// 添加可乐
17        /// </summary>
18        public abstract void BuildCoke();
19        
20        /// <summary>
21        /// 添加薯条
22        /// </summary>
23        public abstract void BuildChip();
24        
25        /// <summary>
26        /// 返回结果
27        /// </summary>
28        /// <returns>食品对象</returns>
29        public abstract Food GetFood();
30    }
31}
32

 1using System;
 2
 3namespace KFC
 4{
 5    /// <summary>
 6    /// NormalBuilder类，具体构造者，普通套餐
 7    /// </summary>
 8    public class NormalBuilder:Builder
 9    {
10        private Food NormalFood = new Food();
11
12        public override void BuildHamb()
13        {
14            NormalFood.Add("NormalHamb","￥10.50");
15        }
16        
17        public override void BuildCoke()
18        {
19            NormalFood.Add("CokeCole","￥4.50");
20        }
21
22        public override void BuildChip()
23        {
24            NormalFood.Add("FireChips","￥2.00");
25        }
26
27        public override Food GetFood()
28        {
29            return NormalFood;
30        }
31
32    }
33}
34

 1using System;
 2
 3namespace KFC
 4{
 5    /// <summary>
 6    /// GoldBuilder类，具体构造者，黄金套餐
 7    /// </summary>
 8    public class GoldBuilder:Builder
 9    {
10        private Food GoldFood = new Food();
11
12        public override void BuildHamb()
13        {
14            GoldFood.Add("GoldHamb","￥13.50");
15        }
16        
17        public override void BuildCoke()
18        {
19            GoldFood.Add("CokeCole","￥4.50");
20        }
21
22        public override void BuildChip()
23        {
24            GoldFood.Add("FireChips","￥3.50");
25        }
26
27        public override Food GetFood()
28        {
29            return GoldFood;
30        }
31
32    }
33}
34

4．客户从建造者检索产品。从餐馆员工准备好套餐后，顾客再从餐馆员工那儿拿回套餐。这步客户程序要做的仅仅是取回已经生成的产品对象，如时序图中红色部分所示。

完整的客户程序：

 1using System;
 2using System.Configuration;
 3using System.Reflection;
 4
 5namespace KFC
 6{
 7    /// <summary>
 8    /// Client 类
 9    /// </summary>
10    public class Client
11    {
12        public static void Main(string[] args)
13        {
14            FoodManager foodmanager = new FoodManager();
15
16            Builder instance;
17
18            Console.WriteLine("Please Enter Food No:");
19
20            string No = Console.ReadLine();
21
22            string foodType = ConfigurationSettings.AppSettings["No"+No];
23
24            instance = (Builder)Assembly.Load("KFC").CreateInstance("KFC." + foodType);
25
26            foodmanager.Construct(instance);
27
28            Food food = instance.GetFood();
29            food.Show();
30
31            Console.ReadLine();
32        }
33    }
34}
35

通过分析不难看出，在这个例子中，在准备套餐的过程是稳定的，即按照一定的步骤去做，而套餐的组成部分则是变化的，有可能是普通套餐或黄金套餐等。这个变化就是建造者模式中的“变化点“，就是我们要封装的部分。