設計模式-建造者模式詳解

一、建造者模式的概念

　　建造者模式屬於創建型設計模式。

　　指的是將一個複雜的構建與其表示相分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。

　　建造者模式主要解決在軟體系統中，有時候面臨著"一個複雜對象"的創建工作，其通常由各個部分的子對象用一定的演算法構成；由於需求的變化，這個複雜對象的各個部分經常面臨著劇烈的變化，但是將它們組合在一起的演算法卻相對穩定。

　　建造者模式主要涉及幾個角色：

　　1、指揮者（Director），負責和客戶（Client）對話

　　2、之後指揮者將客戶的產品需求劃分為比較穩定的建造過程（AbstractBuilder）

　　3、指揮者指揮具體的建造者（ConcreteBuilder）幹活

　　4、獲取建造者建造的產品給客戶

　　比如組裝電腦這個場景，CPU、主板、硬碟和記憶體等配件是相對穩定的，組裝過程也是相當穩定的，先裝CPU、記憶體、硬碟和電源等等（AbstractBuilder），但是配件搭配的方式是多變的（Builder可以多個），如組裝家用電腦、游戲電腦。

二、建造者模式的實現

　　1、先來一個產品類（電腦）

namespace BuilderPattern
{
    using System;
    using System.Collections.Generic;

    /// <summary>
    ///     電腦類
    /// </summary>
    public class Computer
    {
        /// <summary>
        ///  電腦組件集合
        /// </summary>
        private readonly IList<string> parts = new List<string>();

        /// <summary>
        /// 把單個組件添加到電腦組件集合中
        /// </summary>
        /// <param name="part">組件</param>
        public void Add(string part)
        {
            this.parts.Add(part);
        }

        public void Show()
        {
            Console.WriteLine("電腦組件清單：");
            foreach (var part in this.parts)
            {
                Console.WriteLine($"組件：{part}");
            }

            Console.WriteLine("****************");
        }
    }
}

　　2、再來一個抽象Builder、兩個具體的Builder

namespace BuilderPattern
{
    /// <summary>
    ///     抽象建造者
    /// </summary>
    public abstract class AbstractBuilder
    {
        /// <summary>
        /// 裝CPU
        /// </summary>
        public abstract void BuildPartCPU();

        /// <summary>
        /// 裝主板
        /// </summary>
        public abstract void BuildPartMainBoard();

        /// <summary>
        /// 獲得組裝好的電腦
        /// </summary>
        /// <returns>電腦</returns>
        public abstract Computer GetComputer();
    }
}

namespace BuilderPattern
{
    /// <summary>
    ///     具體建造者，具體的某個人為具體創建者，例如：裝機小王
    /// </summary>
    public class ConcreteBuilder1 : AbstractBuilder
    {
        private readonly Computer computer = new Computer();

        public override void BuildPartCPU()
        {
            this.computer.Add("CPU1");
        }

        public override void BuildPartMainBoard()
        {
            this.computer.Add("Main board1");
        }

        public override Computer GetComputer()
        {
            return this.computer;
        }
    }
}

namespace BuilderPattern
{
    /// <summary>
    ///     具體建造者，具體的某個人為具體創建者，例如：裝機小李啊
    /// </summary>
    public class ConcreteBuilder2 : AbstractBuilder
    {
        private readonly Computer computer = new Computer();

        public override void BuildPartCPU()
        {
            this.computer.Add("CPU2");
        }

        public override void BuildPartMainBoard()
        {
            this.computer.Add("Main board2");
        }

        public override Computer GetComputer()
        {
            return this.computer;
        }
    }
}

　　3、指揮者登場（BOSS）

namespace BuilderPattern
{
    /// <summary>
    ///   指揮者
    /// </summary>
    public class Director
    {
        /// <summary>
        /// 組裝電腦
        /// </summary>
        /// <param name="abstractBuilder">建造者</param>
        public void Construct(AbstractBuilder abstractBuilder)
        {
            abstractBuilder.BuildPartCPU();
            abstractBuilder.BuildPartMainBoard();
        }
    }
}

　　3、使用

namespace BuilderPattern
{
    using System;

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 客戶找到電腦城老闆說要買電腦，這裡要裝兩臺電腦
            // 創建指揮者和構造者
            var director = new Director();
            AbstractBuilder b1 = new ConcreteBuilder1();
            AbstractBuilder b2 = new ConcreteBuilder2();

            Console.WriteLine("開始組裝第一臺電腦");
            director.Construct(b1);
            Console.WriteLine("獲取第一臺電腦");
            var computer1 = b1.GetComputer();
            computer1.Show();

            Console.WriteLine("開始組裝第二臺電腦");
            director.Construct(b2);
            Console.WriteLine("獲取第二臺電腦");
            var computer2 = b2.GetComputer();
            computer2.Show();

            Console.Read();
        }
    }
}

結果如下：

三、總結

　　以上組裝電腦的過程，把電腦零件和電腦組裝分離了，電腦組裝和電腦組裝過程分離了，也就是我們常說的解耦。

　　BOSS可以隨時修改電腦的組裝過程，不影響交付給客戶的產品；也可以隨時換掉組裝電腦的人（ConcreteBuilder1和ConcreBuilder2），不再依賴具體的人。也就是不依賴細節，都依賴於抽象，使整個電腦組裝過程更穩定。

　　建造者模式適用於所創建的產品具有較多的共同點，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，如造飛機和裝電腦。