生成器模式(Builder Pattern)

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：

• 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。
• 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。

程序举例：

该程序演示了Builder模式一步一步完成构件复杂产品的过程。用户可以控制生成过程以及生成不同对象。

// Builder pattern -- Structural example  

using System;
using System.Collections;

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

// "Builder"
abstract class Builder
...{
  // Methods
  abstract public void BuildPartA();
  abstract public void BuildPartB();
  abstract public Product GetResult();
}

// "ConcreteBuilder1"
class ConcreteBuilder1 : Builder
...{
  // Fields
  private Product product;

  // Methods
  override public void BuildPartA()
  ...{
    product = new Product();
    product.Add( "PartA" );
  }

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

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

// "ConcreteBuilder2"
class ConcreteBuilder2 : Builder
...{
  // Fields
  private Product product;

  // Methods
  override public void BuildPartA()
  ...{
    product = new Product();
    product.Add( "PartX" );
  }

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

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

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

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

/**//**//**//// <summary>
/// Client test
/// </summary>
public class Client
...{
  public static void Main( string[] args )
  ...{
    // Create director and builders
    Director director = new Director( );

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

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

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

 

// Builder pattern -- Real World example  

using System;
using System.Collections;

// "Director"
class Shop
...{
  // Methods
  public void Construct( VehicleBuilder vehicleBuilder )
  ...{
    vehicleBuilder.BuildFrame();
    vehicleBuilder.BuildEngine();
    vehicleBuilder.BuildWheels();
    vehicleBuilder.BuildDoors();
  }
}

// "Builder"
abstract class VehicleBuilder
...{
  // Fields
  protected Vehicle vehicle;

  // Properties
  public Vehicle Vehicle
  ...{
    get...{ return vehicle; }
  }

  // Methods
  abstract public void BuildFrame();
  abstract public void BuildEngine();
  abstract public void BuildWheels();
  abstract public void BuildDoors();
}

// "ConcreteBuilder1"
class MotorCycleBuilder : VehicleBuilder
...{
  // Methods
  override public void BuildFrame()
  ...{
    vehicle = new Vehicle( "MotorCycle" );
    vehicle[ "frame" ] = "MotorCycle Frame";
  }

  override public void BuildEngine()
  ...{
    vehicle[ "engine" ] = "500 cc";
  }

  override public void BuildWheels()
  ...{
    vehicle[ "wheels" ] = "2";
  }

  override public void BuildDoors()
  ...{
    vehicle[ "doors" ] = "0";
  }
}

// "ConcreteBuilder2"
class CarBuilder : VehicleBuilder
...{
  // Methods
  override public void BuildFrame()
  ...{
    vehicle = new Vehicle( "Car" );
    vehicle[ "frame" ] = "Car Frame";
  }

  override public void BuildEngine()
  ...{
    vehicle[ "engine" ] = "2500 cc";
  }

  override public void BuildWheels()
  ...{
    vehicle[ "wheels" ] = "4";
  }

  override public void BuildDoors()
  ...{
    vehicle[ "doors" ] = "4";
  }
}

// "ConcreteBuilder3"
class ScooterBuilder : VehicleBuilder
...{
  // Methods
  override public void BuildFrame()
  ...{
    vehicle = new Vehicle( "Scooter" );
    vehicle[ "frame" ] = "Scooter Frame";
  }

  override public void BuildEngine()
  ...{
    vehicle[ "engine" ] = "none";
  }

  override public void BuildWheels()
  ...{
    vehicle[ "wheels" ] = "2";
  }

  override public void BuildDoors()
  ...{
    vehicle[ "doors" ] = "0";
  }
}

// "Product"
class Vehicle
...{
  // Fields
  private string type;
  private Hashtable parts = new Hashtable();

  // Constructors
  public Vehicle( string type )
  ...{
    this.type = type;
  }

  // Indexers
  public object this[ string key ]
  ...{
    get...{ return parts[ key ]; }
    set...{ parts[ key ] = value; }
  }

  // Methods
  public void Show()
  ...{
    Console.WriteLine( " ---------------------------");
    Console.WriteLine( "Vehicle Type: "+ type );
    Console.WriteLine( " Frame : " + parts[ "frame" ] );
    Console.WriteLine( " Engine : "+ parts[ "engine"] );
    Console.WriteLine( " #Wheels: "+ parts[ "wheels"] );
    Console.WriteLine( " #Doors : "+ parts[ "doors" ] );
  }
}

/**//**//**//// <summary>
/// BuilderApp test
/// </summary>
public class BuilderApp
...{
  public static void Main( string[] args )
  ...{
    // Create shop and vehicle builders
    Shop shop = new Shop();
    VehicleBuilder b1 = new ScooterBuilder();
    VehicleBuilder b2 = new CarBuilder();
    VehicleBuilder b3 = new MotorCycleBuilder();

    // Construct and display vehicles
    shop.Construct( b1 );
    b1.Vehicle.Show();

    shop.Construct( b2 );
    b2.Vehicle.Show();

    shop.Construct( b3 );
    b3.Vehicle.Show();
  }
}

以下情况应当使用建造者模式：

1、 需要生成的产品对象有复杂的内部结构。
2、 需要生成的产品对象的属性相互依赖，建造者模式可以强迫生成顺序。
3、 在对象创建过程中会使用到系统中的一些其它对象，这些对象在产品对象的创建过程中不易得到。

使用建造者模式主要有以下效果：

1、 建造模式的使用使得产品的内部表象可以独立的变化。使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
2、 每一个Builder都相对独立，而与其它的Builder无关。
3、 模式所建造的最终产品更易于控制。