C#设计模式之3-建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）

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建造者模式属于创建型模式，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。

建造者模式使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。

角色：

1、抽象建造者（Builder）

给出一个抽象结论，以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的那些部分的创建，并不涉及具体的对象部件的创建；

2、具体建造者（Concrete Builder）

实现建造者接口，针对不同的商业逻辑，具体化复杂对象的各部分的创建。在构造过程完成后，提供产品的实例；

3、指导者（Director）

调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建；

4、产品类（Product）

需要创建的具体的复杂对象。

示例：

命名空间BuilderPattern中包含Vehicle机动车类充当产品类，Builder基类为抽象建造者，东风悦达Yuedakia类、大众汽车Volkswagen类、特斯拉Tesla类。另外包含1个机动车扩展类和1个指导者。本示例向大家演示3个不同的汽车厂商在生产比较复杂的汽车时所采用的策略。

namespace BuilderPattern

public abstract class Builder {protected Vehicle _product = new Vehicle();public abstract void BuildCarframe();public abstract void BuildWheel();public abstract void BuildDoor();public abstract void BuildApparatus();public abstract void BuildColor();public virtual Vehicle GetResult() {return _product;}}

建造者基类Builder，定义生产不同汽车部位的接口并在内部维持对机动车的引用。

public class Tesla : Builder {public override void BuildCarframe() {_product.Carframe = "ZZ32093M3485C1356";}public override void BuildWheel() {_product.Wheel = 4;}public override void BuildDoor() {_product.Door = 5;}public override void BuildApparatus() {_product.Apparatus = "Model X";}public override void BuildColor() {_product.Color = Color.Red;}}

具体建造者特斯拉Tesla类，实现抽象建造者Builder的接口。

public class Volkswagen : Builder {public override void BuildCarframe() {_product.Carframe = "VS89362P1903C9852";}public override void BuildWheel() {_product.Wheel = 4;}public override void BuildDoor() {_product.Door = 4;}public override void BuildApparatus() {_product.Apparatus = "Skoda";}public override void BuildColor() {_product.Color = Color.Blue;}}

具体建造者大众汽车Volkswagen类，实现抽象建造者Builder的接口。

public class Yuedakia : Builder {public override void BuildCarframe() {_product.Carframe = "YK9391J0231L30D32";}public override void BuildWheel() {_product.Wheel = 4;}public override void BuildDoor() {_product.Door = 4;}public override void BuildApparatus() {_product.Apparatus = "Kia K3";}public override void BuildColor() {_product.Color = Color.Wheat;}}

具体建造者东风悦达Yuedakia类，实现抽象建造者Builder的接口。

public class Vehicle {public string Carframe { get; set; }public int Wheel { get; set; }public int Door { get; set; }public string Apparatus { get; set; }public Color Color { get; set; }public void Print() {Console.WriteLine($"{this.VehicleInfo()}");}}

机动车Vehicle类，这是我们通过建造者模式所要创建的复杂对象。

public class Director {public void Construct(Builder builder) {builder.BuildCarframe();builder.BuildWheel();builder.BuildDoor();builder.BuildApparatus();builder.BuildColor();}}

这是指导类Director，它负责对象的创建过程。

public static class Extentions {public static string VehicleInfo(this Vehicle vehicle) {var type = vehicle.GetType();var properties = type.GetProperties();var result = string.Empty;foreach (var prop in properties) {result +=$"{prop.Name}:{prop.GetValue(vehicle, null)}{Environment.NewLine}";}return result;}}

一个扩展类，方便演示过程中打印出相关信息。

public class Program {private static Director _director = null;private static List<Builder> _builders = null;private static Vehicle _vehicle = null;public static void Main(string[] args) {_director = new Director();_vehicle = new Vehicle();_builders = new List<Builder>() {new Tesla(),new Volkswagen(),new Yuedakia()};foreach (var builder in _builders) {_director.Construct(builder);_vehicle = builder.GetResult();_vehicle.Print();}Console.ReadKey();}}

以上是调用方的代码，分别维持对指导者、建造者和机动车的引用，接下来我们创建了3辆汽车，特斯拉的Model X、大众汽车的Skoda和东风悦达的Kia K3。以下是这个案例的输出结果：

Carframe:ZZ32093M3485C1356
Wheel:4
Door:5
Apparatus:Model X
Color:Color [Red]Carframe:VS89362P1903C9852
Wheel:4
Door:4
Apparatus:Skoda
Color:Color [Blue]Carframe:YK9391J0231L30D32
Wheel:4
Door:4
Apparatus:Kia K3
Color:Color [Wheat]

优点：

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1、易于解耦，将产品本身与产品创建过程进行解耦，可以使用相同的创建过程来得到不同的产品；
2、易于精确控制对象的创建，将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰；
3、易于拓展，增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，易于拓展，符合“开闭原则”。

缺点：

1、建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似；
2、如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制；
3、如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大。

使用场景：

1、需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性；
2、隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

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