生成器模式

• 生成器模式
  • 1 模式的定义
  • 2 模式的结构
    • 2.1 结构图
    • 2.2 参与者
  • 3 模式分析
    • 3.1 优点
    • 3.2 缺点
  • 4 适用环境
  • 5 实现方式
  • 6 代码实现
  • 参考

本文介绍生成器模式定义、结构、特点、适用场景、代码实现。

生成器模式

1 模式的定义

生成器模式(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。

生成器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。生成器模式属于对象创建型模式。根据中文翻译的不同，生成器模式又可以称为建造者模式。

2 模式的结构

2.1 结构图

2.2 参与者

1. 生成器（Builder）接口声明在所有类型生成器中通用的产品构造步骤。
2. 具体生成器（Concrete Builders）提供构造过程的不同实现。具体生成器也可以构造不遵循通用接口的产品。
3. 产品（Products）是最终生成的对象。由不同生成器构造的产品无需属于同一类层次结构或接口。
4. 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。

3 模式分析

3.1 优点

• 你可以分步创建对象，暂缓创建步骤或递归运行创建步骤。
• 生成不同形式的产品时，你可以复用相同的制造代码。
• 单一职责原则。你可以将复杂构造代码从产品的业务逻辑中分离出来。
• 开闭原则。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。

3.2 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。

4 适用环境

• 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象通常包含多个成员属性。
• 需要生成的产品对象的属性相互依赖，需要指定其生成顺序。
• 对象的创建过程独立于创建该对象的类。在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。
• 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的创建过程可以创建不同的产品。

5 实现方式

1. 清晰地定义通用步骤， 确保它们可以制造所有形式的产品。否则你将无法进一步实施该模式。
2. 在基本生成器接口中声明这些步骤。
3. 为每个形式的产品创建具体生成器类，并实现其构造步骤。不要忘记实现获取构造结果对象的方法。你不能在生成器接口中声明该方法，因为不同生成器构造的产品可能没有公共接口，因此你就不知道该方法返回的对象类型。但是，如果所有产品都位于单一类层次中，你就可以安全地在基本接口中添加获取生成对象的方法。
4. 考虑创建主管类。它可以使用同一生成器对象来封装多种构造产品的方式。
5. 客户端代码会同时创建生成器和主管对象。构造开始前，客户端必须将生成器对象传递给主管对象。通常情况下，客户端只需调用主管类构造函数一次即可。主管类使用生成器对象完成后续所有制造任务。还有另一种方式，那就是客户端可以将生成器对象直接传递给主管类的制造方法。
6. 只有在所有产品都遵循相同接口的情况下，构造结果可以直接通过主管类获取。否则，客户端应当通过生成器获取构造结果。

6 代码实现

https://github.com/august295/DesignPatternCode

参考

[1] https://refactoringguru.cn/design-patterns/builder

[2] https://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/creational_patterns/builder.htmll