C#設計模式(5)-建造者模式

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引言

 上一篇介紹了設計模式中的抽象原廠模式-C#設計模式(3)-抽象原廠模式，本篇將介紹建造者模式；

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建造者模式簡介

建造者模式是將一個複雜物件的構建與表示分離，使得同樣的構建過程可以建立不同的表示。

    在軟體系統中，有時候會面臨著“一個複雜物件”的建立工作，其通常由各個部分的子物件用一定的演算法構成；由於需求的變化，這個複雜的對象的各個部分可能面臨著劇烈的變化，但是把他們組合在一起的演算法很穩定。提供一種“封裝機制”來隔離出“複雜物件的各個部分”的變化，從而保持系統中的“穩定構建演算法”不隨著需求的改變而改變。

執行個體情境

對於軟體公司來講，公司有研發人員和非研發人員（包括行政人員、管理員等），每次入職新人，公司的IT人員就需要給新員工配一台電腦，但不同員工需要不同的配置的電腦，研發人員需要配置較高一點的電腦，行政人員需要的配置要求就沒那麼高；當然需要的配置可能很多，如安裝公司用來遊戲比賽時用的電腦、UE工程師使用的電腦、做視頻用等等需要的配置可能都一樣；這裡我們僅以研發用電腦、辦公用電腦為例；

但無論配置高低都需要給入職人員配置一台新電腦；下面我們用該情境講解一下建造者模式；

執行個體代碼類圖

建造者

 

建造者抽象類別，這裡講安裝電腦的過程標準化

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace BuilderPattern{    /// <summary>    /// 抽象安裝電腦過程    /// </summary>    public abstract class ComputerBuilder    {        /// <summary>        /// 安裝記憶體條        /// </summary>        public abstract void SetupMemory();        /// <summary>        /// 安裝硬碟        /// </summary>        public abstract void SetupHarddisk();        /// <summary>        /// 安裝作業系統        /// </summary>        public abstract void SetupOperatingSystem();        //安裝電腦還需要其它很多步驟，如安裝CPU、主板等等，這裡不全部列舉    }}

如果安裝研發人員使用的電腦

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace BuilderPattern{    /// <summary>    /// 安裝研發人員使用電腦    /// </summary>   public class DevelopmentComputerBuilder:ComputerBuilder    {        /// <summary>        /// 安裝記憶體        /// </summary>        public override void SetupMemory()        {            Console.WriteLine("安裝一個12G記憶體條（開發機記憶體需要配置大一點）");        }        /// <summary>        /// 安裝硬碟        /// </summary>        public override void SetupHarddisk()        {            Console.WriteLine("安裝一個1T硬碟");        }        /// <summary>        /// 安裝作業系統        /// </summary>        public override void SetupOperatingSystem()        {            Console.WriteLine("安裝WIN7系統（開發機需要安裝各種開發工具，win7系統較穩定）");        }    }}

如果安裝普通辦公使用的電腦

 

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace BuilderPattern{    /// <summary>    /// 安裝普通辦公電腦    /// </summary>    public class OfficeComputerBuilder:ComputerBuilder    {        /// <summary>        /// 安裝記憶體        /// </summary>        public override void SetupMemory()        {            Console.WriteLine("安裝一個4G記憶體條");        }        /// <summary>        /// 安裝硬碟        /// </summary>        public override void SetupHarddisk()        {            Console.WriteLine("安裝500G硬碟");        }        /// <summary>        /// 安裝作業系統        /// </summary>        public override void SetupOperatingSystem()        {            Console.WriteLine("安裝WIN10系統");        }    }}

當然需要的配置可能很多，如安裝公司用來遊戲比賽時用的電腦、UE工程師使用的電腦、做視頻用等等需要的配置可能都一樣；這裡不一 一列舉；

指揮者

指揮者類的目的就是根據使用人需求的不同來安裝電腦，而使用人或者使用者不需要知道安裝的過程，而這裡面的每一個步驟都是必須的；

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace BuilderPattern{    class ComputerDirector    {        public void ConstructComputer(ComputerBuilder builder)        {            //安裝記憶體條            builder.SetupMemory();            //安裝硬碟            builder.SetupHarddisk();            //安裝作業系統            builder.SetupOperatingSystem();        }    }}

業務調用

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;using System.Threading.Tasks;namespace BuilderPattern{    class Program    {        static void Main(string[] args)        {            Console.WriteLine("----------------開始安裝電腦-------------------------------------");            //研發人員使用電腦安裝 建造者            ComputerBuilder builder = new DevelopmentComputerBuilder();            //普通辦公使用電腦安裝 建造者            //ComputerBuilder builder = new OfficeComputerBuilder();            ComputerDirector director = new ComputerDirector();            director.ConstructComputer(builder);            Console.WriteLine("----------------安裝完成--------------------------------");            Console.ReadKey();        }    }}

如果安裝研發使用電腦，運行結果如下

如果安裝普通辦公使用電腦，運行結果如下

 

建造者模式結構圖

 

 

本文執行個體中：

Builder就是安裝電腦的抽象類別 ；

ConstructBuilder為具體的建造者，就是上述的辦公用電腦安裝、研發用電腦安裝；均具體實現了電腦安裝抽象類別；

Product產品就是具體的電腦；

Derictor，指揮者，上述樣本即根據使用者具體的需求安裝不同配置的電腦；

總結 適用情境

 1、需要產生的產品對象有複雜的內部結構，這些產品對象通常包含多個成員屬性。 
 2、隔離複雜物件的建立和使用，並使得相同的建立過程可以建立不同的產品。

建造者模式所建立的產品一般具有較多的共同點，其組成部分相似，如果產品之間的差異性很大，則不適合使用建造者模式。

優缺點

優點：

    建造者模式的使用使得產品的內部表象可以獨立的變化。使用建造者模式可以使用戶端不必知道產品內部組成的細節。 

    將複雜產品的建立步驟分解在不同的方法中，使得建立過程更加清晰，使得我們能夠更加精確的控制複雜物件的產生過程。

    每一個Builder都相對獨立，而與其它的Builder無關（一個產品有一個Builder相對應），可以很方便的增加或替換建造者。 

缺點：

     建造者的缺點在與如果產品的內部變化複雜，可能會導致需要定義很多具體建造者類來實現這種變化，導致系統變得很龐大，這樣這個模式就不適用。

C#設計模式(5)-建造者模式