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建造者模式

2023-02-17 08:08:48 軟體設計

定義

將一個復雜物件的構建與它的表示分離,使得同樣的構建程序可以建造不同的表示,

建造者模式的結構

Builder(抽象建造者):它為創建一個產品Product物件的各個部件指定抽象介面,在該介面中一般宣告兩類方法,一類方法是BuildPartX(),他們用于創建復雜物件的各個部件,另一類方法是GetResult(),它們用于回傳復雜物件,Builder可以是抽象類,也可以是介面,

ConcreteBuilder(具體建造者):它實作了Builder介面,實作各個部件的具體構造和裝配方法,定義并明確所創建的復雜物件,還可以提供一個方法回傳創建好的復雜產品物件(該方法可以由抽象建造者實作),

Product(產品):它是被構建的復雜物件,包含多個組成部件,具體構造者創建該產品內部表示并定義它的裝配程序,

Director(指揮者):指揮者又稱為導演類,它負責安排復雜物件的構造次序,指揮者與抽象建造者之間存在關聯,可以在其Construct()建造方法中呼叫建造者物件的部件構造和裝備方法,完成復雜物件的構造,客戶端一般只需要與指揮者進行互動,在客戶端確認具體建造者的型別,并實體化具體建造者物件(也可以通過組態檔和反射機制),然后通過指揮者類的建構式或者Setter方法將物件傳入指揮者類中,有些時候Director不是必要的,例如你可以直接在抽象類中完成這個操作,

擼碼

汽車通常是由發動機、底盤、車身和電氣設備4大部分組成,

今天這個例子就以汽車為例,

Builder:CarBuilder

ConcreteBuilder:BenzCarBuilder,BMWCarBuilder,AudiCarBuilder

Product:汽車

Director:CarController

 

Product

首先好確認車子的組成部分(屬性)

 /// <summary>
    /// Product
    /// </summary>
    public class Car
    {

        /// <summary>
        /// 發動機
        /// </summary>
        public string Engine { get; set; }

        /// <summary>
        /// 底盤
        /// </summary>
        public string Chassis { get; set; }

        /// <summary>
        /// 車聲
        /// </summary>
        public string Body { get; set; }
        /// <summary>
        /// 電氣設備
        /// </summary>
        public string Electrical { get; set; }


    }

 

Builder

抽象建造者類

/// <summary>
    /// 抽象建造者
    /// </summary>
    public abstract class CarBuilder
    {
        protected Car _car;

        /*
         抽象方法
         */
        public abstract void BuilderEngine();
        public abstract void BuilderChassis();
        public abstract void BuilderBody();
        public abstract void BuilderElectrical();


        public CarBuilder()
        {
            _car = new Car();
        }


        public Car CreateCar()
        {
            return _car;
        }

 

ConcreteBuilder

具體的實作,這里為了避免代碼看起來很多我就只放兩個實作的Builder,

Audi

public class AudiCarBuilder : CarBuilder
    {
        public override void BuilderBody()
        {
            _car.Body = "豪華車身";
        }

        public override void BuilderChassis()
        {
            _car.Chassis = "貴族底盤";
        }

        public override void BuilderElectrical()
        {
            _car.Electrical = "史詩級電氣設備,100000000w超級噴射";
        }

        public override void BuilderEngine()
        {
            _car.Engine = "行星級發動機";
        }
    }

 

Benz

 public class BenzCarBuilder : CarBuilder
    {
        public override void BuilderBody()
        {
            _car.Body = "鑲鉆車身";
        }

        public override void BuilderChassis()
        {
            _car.Chassis = "真空底盤";
        }

        public override void BuilderElectrical()
        {
            _car.Electrical = "100000000w超級噴射";
        }

        public override void BuilderEngine()
        {
            _car.Engine = "恒星級發動機";
        }
    }

CarController(指揮者)

 /// <summary>
    /// 指揮者
    /// </summary>
    public class CarController
    {
        /// <summary>
        /// 構建一輛汽車
        /// </summary>
        /// <param name="builder"></param>
        /// <returns></returns>
        public Car Construct(CarBuilder builder)
        {

            //可以調整你想要的順序
            builder.BuilderBody();
            builder.BuilderChassis();
            builder.BuilderElectrical();
            builder.BuilderEngine();

            return builder.CreateCar();
        }
    }

最后測驗一下

                CarController controller = new CarController();

                //造一輛奧迪車
                Car car = controller.Construct(new AudiCarBuilder());

                Console.WriteLine(car.Body);
                Console.WriteLine(car.Chassis);
                Console.WriteLine(car.Electrical);
                Console.WriteLine(car.Engine);

結果

 

 當然如果你的Car很多,就可以用一個列舉或者工廠去處理它,

總結

建造者模式的優點

1.在建造者模式,客戶端不必知道產品內部組成的細節,將產品本身和產品的創建程序解耦,使得相同的創建程序可以創建不同的產品物件,

2.每一個具體建造者都相對獨立,與其他的具體構造著無關,因此可以很方便的地替換具體建造者或增加新的建造者,用戶使用不同的具體建造者即可獲得不同的產品物件,由于建造者類針對抽象建造者編程,增加新的建造者無需修改原有類別庫的代碼,系統擴展方便,符合開閉原則,

3.用戶可以更加精細地控制產品的創建程序,將復雜產品的創建步驟分解到不同的方法中,使得創建程序更加清晰,也更方便使用程式來控制創建程序,

建造者模式的缺點

1.建造者模式所創建的產品一般具有較多的相同點,其組成方式很相似,如果產品之間的差異性很大,例如很多組成部分不相同,則不適合使用建造者模式,因此其適用范圍收到一定的限制,

2.如果產品的內部變化復雜,可能需要定義很多具體建造者來實作這種變化,導致系統變得很龐大,增加系統的理解難度和運行成本,

適用環境

1.需要生成的產品物件有復雜的內部結構,這些產品物件通常包含多個成員變數,

2.需要生成的產品物件屬性相互依賴,需要指定生成順序,

3.物件的創建程序獨立于創建該物件的類,在建造者模式中通過引入指揮者類,將創建程序封裝到指揮者類中,而不是在建造者類和客戶類,

4.隔離復雜物件的創建和使用,并使得相同的創建程序創建不同的產品,

 

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