C#设计模式之建造者模式生成器模式示例详解

前言

建造者模式（Builder Pattern）使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

建造者模式结构

主要由四个核心角色组建而成分别为

• 生成器（Builder）：抽象产品生产步骤的方法。
• 具体生成器（Concrete Builders）：产品生产步骤方法的不同的具体实现。
• 产品（Products）：最终生成的对象。
• 主管：（Director） 类定义调用构造步骤的顺序， 这样你就可以创建和复用特定的产品配置。

结构类图

实例

使用建造者模式的时候，我们应该先问问为什么要使用它？使用它能给我们带来什么？当你考虑足够了，使用起来才会更加顺畅。下面会讲解一些实例来代入我是如何理解的，也希望能帮助大家更好的理解建造者模式！

电脑在我们日常生活中是非常常见的，它的核心组成是什么呢？CPU、主板、电源、内存、硬盘等等，那么客户端需要我们构造出来一台电脑，我们应该如何实现呢？

static void Main(string[] args)
{
    Computer computer = new Computer();
    computer.SetCpu("cpu");
    computer.SetMainboard("主板");
    computer.SetPowerSupply("电源");
    computer.SetGraphicsCard("集成显卡");
    computer.GetComputerInfo();
    Console.ReadLine();
}
public class Computer 
{
    private string _cpu;
    private string _mainboard;
    private string _powerSupply;
    private string _graphicsCard;
    public void SetCpu(string cup) 
    {
        _cpu = cup;
    }
    public void SetMainboard(string mainboard)
    {
        _mainboard = mainboard;
    }
    public void SetPowerSupply(string powerSupply)
    {
        _powerSupply = powerSupply;
    }
    public void SetGraphicsCard(string graphicsCard)
    {
        _graphicsCard = graphicsCard;
    }
    public void GetComputerInfo() 
    {
        Console.WriteLine($"电脑配置为Cpu:{_cpu},主板为：{_mainboard},电源为：{_powerSupply},显卡为：{_graphicsCard}");
    }
}

大家都知道电脑有固态硬盘和机械硬盘之分，当然需求也各异，毕竟现在显卡偏贵，有大多数人选择机械硬盘，有些爱玩游戏的就需要固态硬盘，针对需求我们在构建电脑过程也会产生差异。

对于用户来说他只需要知道他要的东西（如带固态硬盘电脑或者机械硬盘电脑），至于你的构建过程用户也不会太在乎。

在上述例子中客户需要手动去Set，如果需要Set的值过多，可能会导致用户一些关键属性少赋值，并且顺序也是由用户控制的，在某些环节出现问题，就会导致电脑组装不起来。

针对上述问题，我们可以很容易的代入建造者模式，它能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！

使用建造者模式

通过上面一些表述，在构建产品过程中是稳定的，而具体的构造细节是不一样的有的需要固态硬盘，有的要机械硬盘等，那我们如何使用建造者模式呢？

// 建造者核心角色生成器
public interface IComputerBuilder
{
    void SetCpu(string cup);
    void SetMainboard(string mainboard);
    void SetPowerSupply(string powerSupply);
    void SetIsGraphicsCard(string graphicsCard);
}
// A电脑具体生成器（固态硬盘电脑）
public class AComputerBuilder : IComputerBuilder
{
    private Computer Computer;
    public AComputerBuilder() 
    {
        Computer = new Computer();
    }
    public Computer GetComputer()
    {
       return Computer;
    }
    public void SetCpu() => Computer.Cpu = "CPU";
    public void SetHardDisk() => Computer.HardDisk = "固态硬盘";
    public void SetMainboard() => Computer.Mainboard = "主板";
    public void SetPowerSupply() => Computer.PowerSupply = "电源";
}
// A电脑具体生成器（机械硬盘电脑）
public class BComputerBuilder : IComputerBuilder
{
    private Computer Computer;
    public BComputerBuilder()
    {
        Computer = new Computer();
    }
    public Computer GetComputer()
    {
        return Computer;
    }
    public void SetCpu() => Computer.Cpu = "CPU";
    public void SetHardDisk() => Computer.HardDisk = "机械硬盘";
    public void SetMainboard() => Computer.Mainboard = "主板";
    public void SetPowerSupply() => Computer.PowerSupply = "电源";
}

• 通过了解建造者模式结构，我们需要引入主管（Director）概念类定义调用构造步骤的顺序。

public class Director 
{
    private IComputerBuilder ComputerBuilder;
    //客户端代码会创建生成器对象并将其传递给主管，然后执行构造过程。
    public Director(IComputerBuilder _ComputerBuilder) 
    {
        ComputerBuilder = _ComputerBuilder;
    }
    public Computer Build() 
    {
        ComputerBuilder.SetCpu();
        ComputerBuilder.SetMainboard();
        ComputerBuilder.SetPowerSupply();
        ComputerBuilder.SetHardDisk();
        return ComputerBuilder.GetComputer();
    }
}

• 执行结果

总结

使用建造者模式，可以将项目中复杂的构建逻辑提取出来，并且可以分布构建。电脑这个产品的组成是一些固定的硬件，变得只是这些具体的硬件，比如需要构建500W电源的电脑亦或者是750W的电脑，只需要继承IComputerBuilder实现即可（可扩展性）。

但是如果内部复杂，可能会产生非常多的建造者类，无疑会产生非常多的类，代码复杂度提高了。注意： 当具体建造者只有一个的时候，主管（Director）完全可以省略掉。

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