前言

来啦老铁！

笔者正在学习常见的设计模式，且将设计模式系列学习文章归入 “设计模式学习” 专题，赶快关注专题一起学习吧！

今天我们继续学习：

• 建造者模式

备注：笔者的学习资料大部分来源于：菜鸟教程；

学习路径

1. 建造者模式简介；
2. 建造者模式代码实现；
3. 建造者模式优缺点分析；
4. 建造者模式使用场景介绍；

1. 建造者模式简介；

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。

一个 Builder 类会一步一步构造最终的对象。该 Builder 类是独立于其他对象的。

• 意图：
  将一个复杂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。

• 主要解决：
  主要解决在软件系统中，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。

• 何时使用：
  一些基本部件不会变，而其组合经常变化的时候。

• 如何解决：
  将变与不变分离开。

• 关键代码：
  建造者：创建和提供实例，导演：管理建造出来的实例的依赖关系。

2. 建造者模式代码实现；

我们以生产不同汽车为例，比如生产宝马汽车、奔驰汽车，宝马 1 系，宝马 7 系等。

1. 抽象汽车，创建汽车类 car.py；

class Car:
    def __init__(self):
        pass

    def build_framework(self):
        raise NotImplementedError()

    def install_windows(self):
        raise NotImplementedError()

    def install_tires(self):
        raise NotImplementedError()

    def install_branding(self):
        raise NotImplementedError()

    def prize(self):
        raise NotImplementedError()

2. 实现建造者；

• 宝马汽车建造者 bmwBuilder.py；

from car import Car


class BmwBuilder(Car):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def build_framework(self):
        print("Benz framework")

    def install_windows(self):
        print("Benz windows")

    def install_tires(self):
        print("Benz tires")

    def install_branding(self):
        print("Benz branding")

    def prize(self):
        print("The mean prize of BMW is 20w")

    def create_bmw_1(self):
        self.build_framework()
        self.install_windows()
        self.install_tires()
        print("The prize of BMW 1 is 20w")

    def create_bmw_7(self):
        self.build_framework()
        self.install_windows()
        self.install_tires()
        print("The prize of BMW 7 is 80w")

• 奔驰汽车建造者 benzeBuilder.py；

from car import Car


class BenzBuilder(Car):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def build_framework(self):
        print("Benz framework")

    def install_windows(self):
        print("Benz windows")

    def install_tires(self):
        print("Benz tires")

    def install_branding(self):
        print("Benz branding")

    def prize(self):
        print("The mean prize of Benz is 30w")

注意：在这里，我们为了演示实例的多样性，除了提供宝马汽车、奔驰汽车，还在宝马汽车内提供 1 系、7 系的实例；

• 创建指挥者 director.py

from bmwBuilder import BmwBuilder
from benzBuilder import BenzBuilder


class Director:
    def __init__(self):
        self.builder = None

    def build(self):
        [step() for step in
         (self.builder.build_framework, self.builder.install_windows, self.builder.install_tires,
          self.builder.install_branding, self.builder.prize)]

    def build_bmw_1(self):
        self.builder.create_bmw_1()

    def build_bmw_7(self):
        self.builder.create_bmw_7()


if __name__ == "__main__":
    print("BMW:")
    director = Director()
    director.builder = BmwBuilder()
    director.build()
    print("--------------------")

    print("BMW 1:")
    director.build_bmw_1()
    print("--------------------")

    print("BMW 7:")
    director.build_bmw_7()
    print("--------------------")

    print("Benz:")
    director = Director()
    director.builder = BenzBuilder()
    director.build()

3. 运行 director.py；

我们会看到控制台打印出：

BMW:
Benz framework
Benz windows
Benz tires
Benz branding
The mean prize of BMW is 20w

---

BMW 1:
Benz framework
Benz windows
Benz tires
The prize of BMW 1 is 20w

---

BMW 7:
Benz framework
Benz windows
Benz tires
The prize of BMW 7 is 80w

---

Benz:
Benz framework
Benz windows
Benz tires
Benz branding
The mean prize of Benz is 30w

综上，使用建造者模式，我们可以指定建造者，由指挥者指挥建造者创建出指定的对象，当我们对宝马汽车未来有了拓展，例如宝马 10 系，则只需要创建新的建造者交由指挥者控制，这样就能达到易拓展的目的。

当然，如果内部变化很多，则需要很多建造者，也即需要很多建造者类，这也是这个模式的弊端~

3. 建造者模式优缺点分析；

• 优点：

1. 建造者独立，易扩展；
2. 便于控制细节风险；

• 缺点：

1. 产品必须有共同点，范围有限制；
2. 如内部变化复杂，会有很多的建造类；

4. 建造者模式使用场景介绍；

1. 去肯德基，汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的，而其组合是经常变化的，生成出所谓的"套餐"；
2. JAVA 中的 StringBuilder；

好了，今天就简单学到这吧，我也将在工作中不断学习、实践该设计模式，有新的认知也会做更新，也欢迎读者指正，感谢~

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