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();}