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可以创建不同的表示。

模式特点

建造者模式包含四个角色：

• Builder：抽象建造者
• ConcreteBuilder：具体建造者
• Director：指挥者
• Product：产品角色

抽象建造者类中定义了产品的创建方法和返回方法;

建造者模式的结构中还引入了一个指挥者类Director，该类的作用主要有两个：一方面它隔离了客户与生产过程；另一方面它负责控制产品的生成过程。指挥者针对抽象建造者编程，客户端只需要知道具体建造者的类型，即可通过指挥者类调用建造者的相关方法，返回一个完整的产品对象

在客户端代码中，无须关心产品对象的具体组装过程，只需确定具体建造者的类型即可，建造者模式将复杂对象的构建与对象的表现分离开来，这样使得同样的构建过程可以创建出不同的表现。

优点

• 产品本身与创建过程解耦，相同的创建过程通过对应具体建造者，可以创建不同的产品对象。
• 符合“开闭原则”。

缺点

• 如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式
• 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。

PHP 代码示例

abstract class AbstractPageBuilder {
    abstract function getPage();
}

abstract class AbstractPageDirector {
    abstract function __construct(AbstractPageBuilder $builder_in);
    abstract function buildPage();
    abstract function getPage();
}

class HTMLPage {
    private $page = NULL;
    private $page_title = NULL;
    private $page_heading = NULL;
    private $page_text = NULL;
    function __construct() {
    }
    function showPage() {
      return $this->page;
    }
    function setTitle($title_in) {
      $this->page_title = $title_in;
    }
    function setHeading($heading_in) {
      $this->page_heading = $heading_in;
    }
    function setText($text_in) {
      $this->page_text .= $text_in;
    }
    function formatPage() {
       $this->page  = '';
       $this->page .= '';
       $this->page .= '';
       $this->page .= '
'.$this->page_heading.'
';
       $this->page .= $this->page_text;
       $this->page .= '';
$this->page .= '';
}
}
class HTMLPageBuilder extends AbstractPageBuilder {
private $page = NULL;
function __construct() {
$this->page = new HTMLPage();
}
function setTitle($title_in) {
$this->page->setTitle($title_in);
}
function setHeading($heading_in) {
$this->page->setHeading($heading_in);
}
function setText($text_in) {
$this->page->setText($text_in);
}
function formatPage() {
$this->page->formatPage();
}
function getPage() {
return $this->page;
}
}
class HTMLPageDirector extends AbstractPageDirector {
private $builder = NULL;
public function __construct(AbstractPageBuilder $builder_in) {
$this->builder = $builder_in;
}
public function buildPage() {
$this->builder->setTitle('Testing the HTMLPage');
$this->builder->setHeading('Testing the HTMLPage');
$this->builder->setText('Testing, testing, testing!');
$this->builder->setText('Testing, testing, testing, or!');
$this->builder->setText('Testing, testing, testing, more!');
$this->builder->formatPage();
}
public function getPage() {
return $this->builder->getPage();
}
}
writeln('BEGIN TESTING BUILDER PATTERN');
writeln('');
$pageBuilder = new HTMLPageBuilder();
$pageDirector = new HTMLPageDirector($pageBuilder);
$pageDirector->buildPage();
$page = $pageDirector->getPage();
writeln($page->showPage());
writeln('');
writeln('END TESTING BUILDER PATTERN');
function writeln($line_in) {
echo $line_in."
";
}

Golang 示例

package main

import "fmt"

// 抽象builder
type HouseBuilder struct {
    Floor string
    Wall int
    Window int
}
// 产品的生产步骤
type BuildProcesser interface {
    MakeFloor(string) BuildProcesser
    MakeWall(int) BuildProcesser
    MakeWindow(int) BuildProcesser
}

// 生产过程的指导者
type ManufactureDirector struct {
    builder BuildProcesser
}
func (d *ManufactureDirector) Construct() {
    d.builder.MakeFloor("red").MakeWall(4).MakeWindow(2)
}
func (d *ManufactureDirector) SetBuilder(b BuildProcesser) {
    d.builder = b
}

// 具体builder
type WoodHouseBuilder struct {
    h HouseBuilder
}
func (wh *WoodHouseBuilder) MakeFloor(s string) BuildProcesser {
    fmt.Println("WoodHouseBuilder MakeFloor: ", s)
    return wh
}
func (wh *WoodHouseBuilder) MakeWall(a int) BuildProcesser {
    fmt.Println("WoodHouseBuilder MakeWall: ", a)
    return wh
}
func (wh *WoodHouseBuilder) MakeWindow(a int) BuildProcesser {
    fmt.Println("WoodHouseBuilder MakeWindow: ", a)
    return wh
}

// 具体builder
type StoneHouseBuilder struct {
    h HouseBuilder
}
func (wh *StoneHouseBuilder) MakeFloor(s string) BuildProcesser {
    fmt.Println("StoneHouseBuilder MakeFloor: ", s)
    return wh
}
func (wh *StoneHouseBuilder) MakeWall(a int) BuildProcesser {
    fmt.Println("StoneHouseBuilder MakeWall: ", a)
    return wh
}
func (wh *StoneHouseBuilder) MakeWindow(a int) BuildProcesser {
    fmt.Println("StoneHouseBuilder MakeWindow: ", a)
    return wh
}

func main() {
    var md ManufactureDirector
    md = ManufactureDirector{}
    whb := &WoodHouseBuilder{}
    md.SetBuilder(whb)
    md.Construct()
    
    shb := &StoneHouseBuilder{}
    md.SetBuilder(shb)
    md.Construct()
}