创建型模式(三) 生成器模式（Builder）

Builder模式的缘起

假设创建游戏中的一个房屋House设施，该房屋的构建由几个部分组成，且各个部分要富于变化。
如果使用最直观的设计方法，每一个房屋部分的变化，都将导致房屋构建的重新修正……

动机（Motivation）

在软件系统中，有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化，从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变？

意图（Intent）

将一个复杂对象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。——《设计模式》GoF

结构（Structure）

协作（Collaborations）

应用

Builder不需要关心具体的门是什么样子的，墙是什么样子的，它只是定义了轴线的东西。

public abstract class House
{
}

public abstract class Builder
{
    public abstract void BuildDoor();

    public abstract void BuildWall();

    public abstract House GetHouse();
}

系统相对变化的部分ConcreteBuilder：

public class RomanHouse : House
{
}

public class RomanHouseBuilder : Builder
{
    public override void BuildDoor()
    {
        throw new Exception("The method or operation is not implemented.");
    }

    public override void BuildWall()
    {
        throw new Exception("The method or operation is not implemented.");
    }

    public override House GetHouse()
    {
        return new RomanHouse();
    }

//其他Builder

系统相对稳定的部分Director：（客户程序）

Director和抽象类Builder是绑定的比较紧的，但是在它里面，没有任何具体ConcreteBuilder的任何信息。也就是说，Director不会被具体依赖所改变，当ConcreteBuilder改变时，Director不用变。

public class GameManager
{
    public static House CreatHouse(Builder builder)
    {
        builder.BuildDoor();
        builder.BuildWall();

        return builder.GetHouse();
    }
}

客户端程序：

private static void Main(string[] args)
{
    string assemblyName = ConfigurationSettings["BuilderAssebmly"];
    string builderName = ConfigurationSettings["BuilderClass"];

    Assembly assembly = Assembly.Load(assemblyName);
    Type t = assembly.GetType("builderName");
    Builder builder = Activator.CreateInstance(t) as Builder;
    House h = GameManager.CreatHouse(builder);
}

Builder模式的几个要点

Builder模式主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”。在这其中“分步骤”是一个稳定的算法（即Director，如上面例子中的GameManager），而复杂对象的各个部分（即ConcreteBuilder）则经常变化。
变化点在哪里，封装哪里——Builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。（例如房屋构造如果经常改变，那么这个Builder模式也没有意义了）
AbstractFactory模式解决“系列对象”的需求变化，Builder模式解决“对象部分”的需求变化。Builder模式通常和Composite模式组合使用。

.NET框架中的Builder应用

在ASP.Net中，我们在写一个Page类时，这个类继承自System.Web.UI.Page。Page其实就是一个Builder，它是一个容器。它有很多方法，就是所谓的BuilderPart()方法，例如：OnInit()、OnLoad()、OnPreRender()、Render()等，它们都是虚方法，我们都可以去重写，提供我们自己的实现。当我们编译到bin文件夹下的dll时，我们就生成了一个我们自己的ConcreteBuilder实例。实际上系统使用的是Page基类。