构建器模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，用于分步骤构建复杂对象，同时允许按照不同的需求生成不同的表示。该模式将对象的构建过程与其表示分离，使得相同的构建过程可以创建不同的对象。
核心思想
构建器模式通过将对象的构造过程抽象化为多个步骤，使得构造过程可以灵活调整，甚至可以动态选择具体的构建器以生成不同的对象。这样可以解决在复杂对象构建时，代码变得冗长、难以维护的问题。
参与者
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产品（Product）
- 要创建的复杂对象。
- 包含多个部件。
- 例如：一个汽车、一个用户界面。
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构建器接口（Builder）
- 定义构建产品的步骤。
- 通常包括添加部件的方法。
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具体构建器（Concrete Builder）
- 实现构建器接口。
- 负责具体实现如何一步步地构造产品。
- 它维护一个具体的产品实例。
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指导者（Director）
- 控制构建过程的逻辑和顺序。
- 知道如何使用构建器来创建产品。
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客户代码（Client）
- 指定需要构建的产品类型，并提供相关的参数。
- 使用指导者调用构建器完成产品构建。
示例代码（C#）
以下是一个简单的汽车建造器的例子：
// 产品：汽车
class Car
{public string Engine { get; set; }public string Wheels { get; set; }public string Body { get; set; }public override string ToString(){return $"Engine: {Engine}, Wheels: {Wheels}, Body: {Body}";}
}// 构建器接口
interface ICarBuilder
{void BuildEngine();void BuildWheels();void BuildBody();Car GetCar();
}// 具体构建器
class SportsCarBuilder : ICarBuilder
{private Car _car = new Car();public void BuildEngine(){_car.Engine = "V8 Engine";}public void BuildWheels(){_car.Wheels = "Sport Wheels";}public void BuildBody(){_car.Body = "Sport Body";}public Car GetCar(){return _car;}
}// 指导者
class Director
{private ICarBuilder _builder;public Director(ICarBuilder builder){_builder = builder;}public void Construct(){_builder.BuildEngine();_builder.BuildWheels();_builder.BuildBody();}
}// 客户代码
class Program
{static void Main(string[] args){// 使用具体构建器ICarBuilder builder = new SportsCarBuilder();Director director = new Director(builder);// 指导者负责构建产品director.Construct();// 获取构建好的产品Car car = builder.GetCar();Console.WriteLine(car);}
}
优点
- 易于扩展：可以通过添加新的具体构建器支持更多产品表示。
- 分离复杂对象的创建和表示：更清晰地组织代码。
- 灵活性：可以根据需要动态调整构造步骤。
缺点
- 增加代码复杂性：需要引入多个类和接口。
- 适用场景有限：主要适用于需要分步骤构建的复杂对象。
使用场景
- 构建一个由多个组件组成的复杂对象，例如生成器游戏关卡、配置文件生成等。
- 需要生成多个不同表示的对象，但构造过程相似。
- 希望控制对象的构造步骤，而不直接依赖产品的细节。
构建器模式的设计理念在于简化复杂对象的构建，并提供灵活性以适应变化。
个人经验：
1. 可以和类内类Builder和链式调用一起用，用Builder. SetEngine(x,x),SetWheel(),build() 链式调用构建。
public class Product
{// 私有构造函数，防止直接实例化private Product() { }// 产品的属性public Type1 Property1 { get; private set; }public Type2 Property2 { get; private set; }public Type3 Property3 { get; private set; }// Builder类public class Builder{private Product _product = new Product();// 链式方法，每个都返回Builder实例public Builder WithProperty1(Type1 value){_product.Property1 = value;return this;}public Builder WithProperty2(Type2 value){_product.Property2 = value;return this;}public Builder WithProperty3(Type3 value){_product.Property3 = value;return this;}// 最终构建方法public Product Build(){// 可以在这里添加参数验证return _product;}}
}核心要点：外部类私有构造函数
内部Builder类
链式方法返回Builder本身
Build()方法返回最终产品调用方式
var product = new Product.Builder().WithProperty1(value1).WithProperty2(value2).WithProperty3(value3).Build();
