深入浅出设计模式——建造者模式(Builder Pattern)
模式动机
无论是在现实世界中还是在软件系统中,都存在一些复杂的对象,它们拥有多个组成部分,如汽车,它包括车轮、方向盘、发送机等各种部件。而对于大多数用户而言,无须知道这些部件的装配细节,也几乎不会使用单独某个部件,而是使用一辆完整的汽车,可以通过建造者模式对其进行设计与描述,建造者模式可以将部件和其组装过程分开,一步一步创建一个复杂的对象。用户只需要指定复杂对象的类型就可以得到该对象,而无须知道其内部的具体构造细节。
在软件开发中,也存在大量类似汽车一样的复杂对象,它们拥有一系列成员属性,这些成员属性中有些是引用类型的成员对象。而且在这些复杂对象中,还可能存在一些限制条件,如某些属性没有赋值则复杂对象不能作为一个完整的产品使用;有些属性的赋值必须按照某个顺序,一个属性没有赋值之前,另一个属性可能无法赋值等。
复杂对象相当于一辆有待建造的汽车,而对象的属性相当于汽车的部件,建造产品的过程就相当于组合部件的过程。由于组合部件的过程很复杂,因此,这些部件的组合过程往往被“外部化”到一个称作建造者的对象里,建造者返还给客户端的是一个已经建造完毕的完整产品对象,而用户无须关心该对象所包含的属性以及它们的组装方式,这就是建造者模式的模式动机。
模式定义
建造者模式(Builder Pattern):将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象,它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们,用户不需要知道内部的具体构建细节。建造者模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同,建造者模式又可以称为生成器模式。
Builder Pattern: Separate the construction of a complex object from its representation so that the same construction process can create different representations.
Frequency of use: medium low
UML图
模式结构
建造者模式包含如下角色:
Builder:抽象建造者
ConcreteBuilder:具体建造者
Director:指挥者
Product:产品角色
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。
模式实例与解析
下面的程序代码演示了Shop对象使用VehicleBuilders来建造不同的交通工具。该例子使用了Builder模式顺序建造交通工具的不同部分。
体系结构
Builder:抽象建造者 VehicleBuilder.cs
namespace BuilderPattern
{
// "Builder"
abstract class VehicleBuilder
{
// Fields
protected Vehicle vehicle = null; // Properties
public Vehicle Vehicle
{
get { return vehicle; }
} // Methods
abstract public void BuildFrame();
abstract public void BuildEngine();
abstract public void BuildWheels();
abstract public void BuildDoors();
}
}
ConcreteBuilder:具体建造者 MotorCycleBuilder.cs
namespace BuilderPattern
{
// "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"] = "";
}
override public void BuildDoors()
{
vehicle["doors"] = "";
}
}
}
ConcreteBuilder:具体建造者 CarBuilder.cs
namespace BuilderPattern
{
// "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"] = "";
}
override public void BuildDoors()
{
vehicle["doors"] = "";
}
}
}
ConcreteBuilder:具体建造者 ScooterBuilder.cs
namespace BuilderPattern
{
// "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"] = "";
}
override public void BuildDoors()
{
vehicle["doors"] = "";
}
}
}
Director:指挥者 Shop.cs
namespace BuilderPattern
{
// "Director"
class Shop
{
// Methods
public void Construct(VehicleBuilder vehicleBuilder)
{
vehicleBuilder.BuildFrame();
vehicleBuilder.BuildEngine();
vehicleBuilder.BuildWheels();
vehicleBuilder.BuildDoors();
}
}
}
Product:产品角色 Vehicle.cs
using System;
using System.Collections; namespace BuilderPattern
{
// "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"]);
}
}
}
客户端代码 Program.cs
using System; namespace BuilderPattern
{
class Client
{
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(); Console.Read();
}
}
}
建造者模式的优点
在建造者模式中,客户端不必知道产品内部组成的细节,将产品本身与产品的创建过程解耦,使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
每一个具体建造者都相对独立,而与其他的具体建造者无关,因此可以很方便地替换具体建造者或增加新的具体建造者,用户使用不同的具体建造者即可得到不同的产品对象。
可以更加精细地控制产品的创建过程。将复杂产品的创建步骤分解在不同的方法中,使得创建过程更加清晰,也更方便使用程序来控制创建过程。
增加新的具体建造者无须修改原有类库的代码,指挥者类针对抽象建造者类编程,系统扩展方便,符合“开闭原则”。
建造者模式的缺点
建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大。
深入浅出设计模式——建造者模式(Builder Pattern)的更多相关文章
- 设计模式 - 建造者模式 Builder Pattern
简介 场景 在创建复杂对象时,用户无须关心该对象所包含的属性以及它们的组装方式,只需要指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们. 模式定义 建造者模式:将一个复杂对象的构建与表示分离,使得同样的构建过程 ...
- 23种设计模式--建造者模式-Builder Pattern
一.建造模式的介绍 建造者模式就是将零件组装成一个整体,用官方一点的话来讲就是将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示.生活中比如说组装电脑,汽车等等这些都是建 ...
- 【原】iOS设计模式之:建造者模式Builder Pattern,用于改进初始化参数
本文主要讨论一下iOS中的Builder Pattern.与网上很多版本不同,本文不去长篇大论地解释建造者模式的概念,那些东西太虚了.设计模式这种东西是为了解决实际问题的,不能为了设计模式而设计模式, ...
- 乐在其中设计模式(C#) - 建造者模式(Builder Pattern)
原文:乐在其中设计模式(C#) - 建造者模式(Builder Pattern) [索引页][源码下载] 乐在其中设计模式(C#) - 建造者模式(Builder Pattern) 作者:webabc ...
- 【设计模式】建造者模式 Builder Pattern
前面学习了简单工厂模式,工厂方法模式以及抽象工厂模式,这些都是创建类的对象所使用的一些常用的方法和套路, 那么如果我们创建一个很复杂的对象可上面的三种方法都不太适合,那么“专业的事交给专业人去做”,2 ...
- iOS设计模式之:建造者模式Builder Pattern,用于改进初始化参数
转自:http://www.cnblogs.com/wengzilin/p/4365855.html 本文主要讨论一下iOS中的Builder Pattern.与网上很多版本不同,本文不去长篇大论地解 ...
- 设计模式系列之建造者模式(Builder Pattern)——复杂对象的组装与创建
说明:设计模式系列文章是读刘伟所著<设计模式的艺术之道(软件开发人员内功修炼之道)>一书的阅读笔记.个人感觉这本书讲的不错,有兴趣推荐读一读.详细内容也可以看看此书作者的博客https:/ ...
- 二十四种设计模式:建造者模式(Builder Pattern)
建造者模式(Builder Pattern) 介绍将一个复杂对象的构建与它的表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示. 示例用同样的构建过程创建Sql和Xml的Insert()方法和Get()方 ...
- 建造者模式(Builder Pattern)
建造者模式(Builder Pattern) 它可以将多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象. 意图:将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示. 主要解决:主要解决在软 ...
随机推荐
- Python强化训练笔记(一)——在列表,字典,集合中筛选数据
列表,字典,集合中根据条件筛选数据,如下所示 列表:[-10,2,2,3,-2,7,6,9] 找出所有的非负数 字典:{1:90,2:55,3:87...} 找出所有值大于60的键值对 集合:{2,3 ...
- php 生成唯一id的几种解决方法
php 生成唯一id的几种解决方法 网上查了下,有很多的方法 1.md5(time() . mt_rand(1,1000000)); 这种方法有一定的概率会出现重复 2.php内置函数uniqid ...
- ExtJS笔记 Ext.data.Model
A Model represents some object that your application manages. For example, one might define a Model ...
- 基于swoole的网页一对一实时聊天
需求分析 网站上实现一对一即时沟通,能查看聊天记录以及离线留言,新消息提醒. 核心技术 html5的websocket,php的swoole扩展http://wiki.swoole.com/ 数据表 ...
- RESTful在asp.net webAPI下的PUT、POST实现,json传输实体
1.put方式实现 使用的是firefox的插件:httpRequester 2.Post实现 同上, 传入json,后台得到实体: 3.post传入string字符串,注意,string传入的时候, ...
- [HTML5]移动开发不同手机弹出数字键盘问题
这里还是先那么先交代一下遇到的问题.其实无论是tel还是number都不是完美的:type="tel"优点是iOS和Android的键盘表现都差不多缺点是那些字母好多余,虽然我没有 ...
- 设计模式之 -- 状态模式(State)
状态模式允许对象在内部状态改变时改变它的行为,对象看起来好像修改了它的类.当控制一个对象的状态转换条件分支语句(if...else或switch...case)过于复杂时,可以此模式将状态的判断逻辑 ...
- For,Function,Lazy
package com.dtgroup.study import scala.io.Source object ForFunctionLazy { def main(args: Array[Strin ...
- 响应式布局2--MATE
随着高端手机(Andriod,Iphone,Ipod,WinPhone等)的盛行,移动互联应用开发也越来越受到人们的重视,用html5开发移动应用是最好的选择.然而,每一款手机有不同的分辨率,不同屏幕 ...
- [Zend]设置ZendStudio编辑器配色
首先,菜单栏–help–install new software… 接着,添加一个更新源,就是点击界面的add按钮,在新窗口的location位置输入http://eclipse-color-them ...