【設計模式】C#設計模式：建造者模式

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建造者模式定義

建造者模式（Builder Pattern）：又可以稱爲生成器模式，將一個複雜的對象的構建與它的表示分離，使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。建造者模式隱藏了複雜對象的創建過程，它把複雜對象的創建過程加以抽象，通過子類繼承或者重載的方式，動態的創建具有複合屬性的對象。

建造者模式結構

建造者（Builder）：爲創建一個產品對象的各個部件指定抽象接口。
具體建造者（ConcreteBuilder）：實現Builder的接口以構造和裝配該產品的各個部件，定義並明確它所創建的表示，並提供一個檢索產品的接口。
指揮者（Director）：指揮並構造一個使用Builder接口的對象。
產品（Product）：表示被構造的複雜對象。ConcreteBuilder創建該產品的內部表示並定義它的裝配過程，包含定義組成部件的類，包括將這些部件裝配成最終產品的接口。

建造者模式分析

抽象建造者類中定義了產品的創建方法和返回方法。

建造者模式的結構中還引入了一個指揮者類Director，該類的作用主要有兩個：一方面它隔離了客戶與生產過程；另一方面它負責控制產品的生成過程。指揮者針對抽象建造者編程，客戶端只需要知道具體建造者的類型，即可通過指揮者類調用建造者的相關方法，返回一個完整的產品對象。

在客戶端代碼中，無須關心產品對象的具體組裝過程，只需確定具體建造者的類型即可，建造者模式將複雜對象的構建與對象的表現分離開來，這樣使得同樣的構建過程可以創建出不同的表現。

建造者模式實例

/// <summary>
/// 手機建造者
/// </summary>
public abstract class PhoneBuilder
{
	protected Phone phone = new Phone();
	public abstract void Motherboard();
	public abstract void Battery();
	public abstract void PhoneScreen();
	public abstract void Webcam();
	public abstract Phone GetPhone();
}

public class PhoneBuilderHUAWEI : PhoneBuilder
{
	public override void Battery()
	{
		phone.Add("HUAWEI Battery");
	}
	public override void Motherboard()
	{
		phone.Add("HUAWEI Motherboard");
	}
	public override void PhoneScreen()
	{
		phone.Add("HUAWEI PhoneScreen");
	}
	public override void Webcam()
	{
		phone.Add("HUAWEI Webcam");
	}
	public override Phone GetPhone() { return phone; }
}

public class PhoneBuilderOPPO : PhoneBuilder
{
	public override void Battery()
	{
		phone.Add("OPPO Battery");
	}
	public override void Motherboard()
	{
		phone.Add("OPPO Motherboard");
	}
	public override void PhoneScreen()
	{
		phone.Add("OPPO PhoneScreen");
	}
	public override void Webcam()
	{
		phone.Add("OPPO Webcam");
	}
	public override Phone GetPhone() { return phone; }
}

/// <summary>
/// 指揮者：需求不要配備攝像頭
/// </summary>
public class Director1
{
	// 組裝手機
	public void Construct(PhoneBuilder builder)
	{
		builder.Battery();
		builder.Motherboard();
		builder.PhoneScreen();
	}
}

/// <summary>
/// 指揮者：全配置
/// </summary>
public class Director2
{
	// 組裝手機
	public void Construct(PhoneBuilder builder)
	{
		builder.Battery();
		builder.Motherboard();
		builder.PhoneScreen();
		builder.Webcam();
	}
}

/// <summary>
/// 建造者實例
/// </summary>
public class BuilderEmploy
{
	/// <summary>
	/// 客戶下單
	/// </summary>
	public void ClientOrder()
	{
		// 客戶需求一臺華爲和一臺OPPO手機
		PhoneBuilder b1 = new PhoneBuilderHUAWEI();
		PhoneBuilder b2 = new PhoneBuilderOPPO();

		// 手機配置是：華爲手機不配置攝像頭、OPPO手機全配置
		Director1 director1 = new Director1();
		director1.Construct(b1);
		b1.GetPhone();

		Director2 director2 = new Director2();
		director2.Construct(b2);
		b2.GetPhone();
	}
}

建造者模式優點

（1）在建造者模式中，客戶端不必知道產品內部組成的細節，將產品本身與產品的創建過程解耦，使得相同的創建過程可以創建不同的產品對象。
（2）每一個具體建造者都相對獨立，而與其他的具體建造者無關，因此可以很方便地替換具體建造者或增加新的具體建造者，用戶使用不同的具體建造者即可得到不同的產品對象。
（3）可以更加精細地控制產品的創建過程。將複雜產品的創建步驟分解在不同的方法中，使得創建過程更加清晰，也更方便使用程序來控制創建過程。
（4）增加新的具體建造者無須修改原有類庫的代碼，指揮者類針對抽象建造者類編程，系統擴展方便，符合“開閉原則”。

建造者模式缺點

（1）如果產品的變化複雜，需要很多建造者，造成系統複雜。
（2）建造者模式所創建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，因此其使用範圍受到一定的限制。

建造者模式使用場景

（1）需要生成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）需要生成的產品對象的屬性相互依賴，需要指定其生成順序。
（3）對象的創建過程獨立於創建該對象的類。在建造者模式中引入了指揮者類，將創建過程封裝在指揮者類中，而不在建造者類中。
（4）隔離複雜對象的創建和使用，並使得相同的創建過程可以創建不同的產品。

建造者模式與抽象工廠模式的比較

（1）與抽象工廠模式相比，建造者模式返回一個組裝好的完整產品，而抽象工廠模式返回一系列相關的產品，這些產品位於不同的產品等級結構，構成了一個產品族 。
（2）在抽象工廠模式中，客戶端實例化工廠類，然後調用工廠方法獲取所需產品對象，而在建造者模式中，客戶端可以不直接調用建造者的相關方法，而是通過指揮者類來指導如何生成對象，包括對象的組裝過程和建造步驟，它側重於一步步構造一個複雜對象，返回一個完整的對象 。
（3）如果將抽象工廠模式看成汽車配件生產工廠，生產一個產品族的產品，那麼建造者模式就是一個汽車組裝工廠，通過對部件的組裝可以返回一輛完整的汽車。