【设计模式基础】创建型模式 - 5 - 生成器(Builder)

最新推荐文章于 2025-03-23 22:01:55 发布

王晓斌

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分类专栏： Design Patterns 文章标签：设计模式 Design Patterns 创建型模式生成器 Builder

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/robinjwong/article/details/17867971

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本文介绍生成器模式的概念及其在软件工程中的应用。通过该模式，可以有效地将复杂对象的构建过程与表示分离，允许以相同的构建步骤创建不同表示的对象。文章还提供了C#实现示例，并讨论了与Abstract Factory模式的区别。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1. 模式意图

将一个复杂对象(Product)的构建过程与它的表示相分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

生成器模式使用的对象：

在有些情况下，一个对象会有一些性质：在他么没有恰当的值之前，对象不能作为一个完整的产品使用。例如，一个电子邮件有发件人地址、收件人地址、主题、内容、附件等部分，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。

在有些情况下，一个独享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构造涉及到复杂的商业逻辑。

这些时候，此对象相当于一个有待构造的产品，而对象的这些性质则相当于产品的零件，构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，这些零件的构造过程往往被外部化到一个成为生成器的对象里，生成器返回给客户端的是一个全部零件都建造完毕的产品对象。

Abstract Factory与Builder模式很相似，因为它也可以创建复杂对象。主要的区别是：Builder模式着重与一步步构造一个复杂对象；而Abstract Factory模式着重于对各系列的产品对象。Builder在最后的一步返回产品；而对于Abstract Factory来说，产品是立即返回的。(Builder模式返回一个最终的产品Product，而组成Product的零件Parts则最为Builder的中间过程不返回给客户端；Abstract Factory模式每次返回的都是某个产品系列中的某一个具体的产品)

2. 模式定义

生成器(Builder)：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的构造。一般而言，此接口独立于应用程序的商业逻辑。

具体生成器(Concrete Builder)：实现Builder提供的几口，一步一步完成创建产品的过程；在构造过程完成后，返回产品的接口。

Director： 调用具体生成器以创建产品对象.

Product：产品便是构造中的复杂对象。

Director将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的构造请求,在将这些请求委派给具体构造者.具体构造者是做具体构造工作的,但却不为客户端所知.

3. 模式实现

3.1 C#

using System;
using System.Collections;

class Director
{
  public void Construct( Builder builder )
  {
    builder.BuildPartA();
    builder.BuildPartB();
  }
}

abstract class Builder
{
  abstract public void BuildPartA();
  abstract public void BuildPartB();
  abstract public Product GetResult();
}

class ConcreteBuilder1 : Builder
{
  private Product product;
  override public void BuildPartA()
  {
    product = new Product();
    product.Add( "PartA" );
  }

  override public void BuildPartB()
  {
    product.Add( "PartB" );
  }

  override public Product GetResult()
  {
    return product;
  }
}

class ConcreteBuilder2 : Builder
{
  private Product product;
  override public void BuildPartA()
  {
    product = new Product();
    product.Add( "PartX" );
  }

  override public void BuildPartB()
  {
    product.Add( "PartY" );
  }

  override public Product GetResult()
  {
    return product;
  }
}

class Product
{
  ArrayList parts = new ArrayList();
  public void Add( string part )
  {
    parts.Add( part );
  }

  public void Show()
  {
    Console.WriteLine( " Product Parts -------" );
    foreach( string part in parts )
      Console.WriteLine( part );
  }
}

public class Client
{
  public static void Main( string[] args )
  {
    Director director = new Director( );

    Builder b1 = new ConcreteBuilder1();
    Builder b2 = new ConcreteBuilder2();

    director.Construct( b1 );
    Product p1 = b1.GetResult();
    p1.Show();

    director.Construct( b2 );
    Product p2 = b2.GetResult();
    p2.Show();
  }
}