C#設計模式——建造者模式（Builder Pattern）

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1、建造者模式簡介

1.1>、定義

　　建造者模式（Builder）將複雜的構建與其表示相分離，使得同樣的構建過程可以建立不同的表示。

1.2>、使用頻率

　　 中低

1.3>、原型模式應用

　　在軟體系統中，有時候面臨一個複雜物件的建立工作，該對象通常由各個部分子物件用一定的演算法構成，或者按一定的步驟組合而成；這些演算法和步驟是穩定的，而構成這個對象的子物件卻經常由於需求的變化而不斷變化。

　　生活中的例子，要組裝一台電腦，它的組裝過程基本是不變的，都可以由主板、CPU、記憶體等按照某個穩定方式組合而成。然而主板、CPU、記憶體等零件本身都是可能多變的。將記憶體等這種易變的零件與電腦的其他組件分離，實現解耦合，則可以輕鬆實現電腦不斷升級。

2、建造者模式結構

2.1>、結構圖

2.2>、參與者

　　建造者模式參與者：

　　? Builder：為建立一個Product對象的各個組件指定抽象介面；

　　? ConcreteBuilder

　　　　° 實現Builder的介面以構造和裝配該產品的各個組件

　　　　° 定義並明確它所建立的表示

　　　　° 提供一個檢索Product的介面

　　? Director：構造一個使用Builder介面的對象；

　　? Product

　　　　° 表示被構造的複雜物件。ConcreteBuilder建立該產品的內部表示並定義它的裝配過程

　　　　° 包含定義組成組件的類，包括將這些組件裝配成最終產品的介面

　　在建造者模式中，Director規定了建立一個對象所需要的步驟和次序，Builder則提供了一些列完成這些步驟的方法，ConcreteBuilder給出了這些方法的具體實現，是對象的直接建立者。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;/// <summary>/// 以組裝電腦為例子/// 每台電腦的組成過程都是一致的，但是使用同樣的構建過程可以建立不同的表示(即可以組裝成不一樣的電腦，配置不一樣)/// 組裝電腦的這個情境就可以應用建造者模式來設計/// </summary>namespace 設計模式之建造者模式{    /// <summary>    /// 客戶類    /// </summary>    class Customer    {        static void Main(string[] args)        {            // 客戶找到電腦城老闆說要買電腦，這裡要裝兩台電腦            // 建立指揮者和構造者            Director director = new Director();            Builder b1 = new ConcreteBuilder1();            Builder b2 = new ConcreteBuilder2();            // 老闆叫員工去組裝第一台電腦            director.Construct(b1);            // 組裝完，組裝人員搬來組裝好的電腦            Computer computer1 = b1.GetComputer();            computer1.Show();            // 老闆叫員工去組裝第二台電腦            director.Construct(b2);            Computer computer2 = b2.GetComputer();            computer2.Show();            Console.Read();        }    }    /// <summary>    /// 小王和小李難道會自願地去組裝嘛，誰不想休息的，這必須有一個人叫他們去組裝才會去的    /// 這個人當然就是老闆了，也就是建造者模式中的指揮者    /// 指揮建立過程類    /// </summary>    public class Director    {        // 組裝電腦        public void Construct(Builder builder)        {            builder.BuildPartCPU();            builder.BuildPartMainBoard();        }    }    /// <summary>    /// 電腦類    /// </summary>    public class Computer    {        // 電腦組件集合        private IList<string> parts = new List<string>();        // 把單個組件添加到電腦組件集合中        public void Add(string part)        {            parts.Add(part);        }        public void Show()        {            Console.WriteLine("電腦開始在組裝.......");            foreach (string part in parts)            {                Console.WriteLine("組件"+part+"已裝好");            }            Console.WriteLine("電腦組裝好了");        }    }    /// <summary>    /// 抽象建造者，這個情境下為 "組裝人" ，這裡也可以定義為介面    /// </summary>    public abstract class Builder    {        // 裝CPU        public abstract void BuildPartCPU();        // 裝主板        public abstract void BuildPartMainBoard();                // 當然還有裝硬碟，電源等組件，這裡省略        // 獲得組裝好的電腦        public abstract Computer GetComputer();    }    /// <summary>    /// 具體建立者，具體的某個人為具體建立者，例如：裝機小王啊    /// </summary>    public class ConcreteBuilder1 : Builder    {        Computer computer = new Computer();        public override void BuildPartCPU()        {            computer.Add("CPU1");        }        public override void BuildPartMainBoard()        {            computer.Add("Main board1");        }        public override Computer GetComputer()        {            return computer;        }    }    /// <summary>    /// 具體建立者，具體的某個人為具體建立者，例如：裝機小李啊    /// 又裝另一台電腦了    /// </summary>    public class ConcreteBuilder2 : Builder    {        Computer computer = new Computer();        public override void BuildPartCPU()        {            computer.Add("CPU2");        }        public override void BuildPartMainBoard()        {            computer.Add("Main board2");        }        public override Computer GetComputer()        {            return computer;        }    }}

　　

3、建造者模式分析

介紹完了建造者模式的具體實現之後，讓我們總結下建造模式的實現要點：

1. 在建造者模式中，指揮者是直接與用戶端打交道的，指揮者將用戶端建立產品的請求劃分為對各個組件的建造請求，再將這些請求委派到具體建造者角色，具體建造者角色是完成具體產品的構建工作的，卻不為客戶所知道。
2. 建造者模式主要用於“分步驟來構建一個複雜的對象”，其中“分步驟”是一個固定的組合過程，而複雜物件的各個部分是經常變化的（也就是說電腦的內部組件是經常變化的，這裡指的的變化如硬碟的大小變了，CPU由單核變雙核等）。
3. 產品不需要抽象類別，由於建造模式的建立出來的最終產品可能差異很大，所以不大可能提煉出一個抽象產品類。
4. 在前面文章中介紹的抽象原廠模式解決了“系列產品”的需求變化，而建造者模式解決的是 “產品部分” 的需要變化。
5. 由於建造者隱藏了具體產品的組裝過程，所以要改變一個產品的內部表示，只需要再實現一個具體的建造者就可以了，從而能很好地應對產品組成組件的需求變化。

C#設計模式——建造者模式（Builder Pattern）