Python建造者模式案例運行原理解析

建造者模式的適用範圍：想要建立一個由多個部分組成的對象，並且它的構成須要一步接一步的完成。只有當各個部分都完成了，這個對象才完整。建造者模式表現爲複雜對象的建立與表現相分離，這樣，同一個過程就有不一樣的表現。

假設咱們要建立一個HTML頁面生成器就可使用建造者模式。該模式中，有兩個參與者：建造者(builder)和指揮者(director)。建造者負責建立負責對象的各個組成部分。在HTML例子中，這些組成部分包括：頁面標題、文本標題、內容主體和頁腳。指揮者使用一個建造者實例控制建造的過程。對於HTML示例，這裏指調用建造者的函數設置頁面標題、文本標題等。使用不一樣的建造者實例讓咱們能夠建立不一樣的HTML頁面，而無需更換指揮者代碼。

1. 現實生活中的例子

快餐店使用的便是建造者設計模式。即便存在多種漢堡包（經典款、奶酪漢堡包等等）和不一樣的包裝（大、中、小盒子等），準備一個漢堡包及打包（盒子或者紙袋）的流程都是同樣的。兩種漢堡包的區別在於表現，而不在於建造的過程。指揮者是出納員，將須要準備什麼餐品的指令傳達給工做人員，即建造者。

2. 軟件的例子

本文一開始提到的HTML例子，在django-widgy中獲得了實際應用。django-widgy是一個Django的第三方樹編輯器擴展，可用做內容管理系統。它包含一個網頁構建器，用來建立具備不一樣佈局的HTML頁面。

django-query-builder是另外一個基於建造者模式的Django第三方擴展庫，該擴展庫可用於動態地構建SQL查詢。使用它，咱們能夠控制一個查詢的方方面面，並能建立不一樣種類的查詢。

3. 應用案例

若是咱們知道一個對象必須通過多個步驟來建立，而且要求同一個構造過程可用於產生不一樣的表現，就可使用建造者模式。例如頁面生成器、文檔轉換器以及用戶界面等等。

工廠模式與建造者模式的區別在於工廠模式以單個步驟建立對象，而建造者模式以多個步驟建立對象，且幾乎始終使用一個指揮者。一些有針對性的建造者模式實現並未使用指揮者，如Java的StringBuffer。

另外一個區別是，在工廠模式下，會當即返回一個建立好的對象；而在建造者模式下，僅須要時客戶端代碼才顯示地請求指揮者返回最終的對象。

新電腦類比的例子可能會有助於區分建造者模式和工廠模式。假設你想買一臺新電腦，若是決定購買一臺特定的預配置的電腦型號，例如，最新的蘋果1.4GHz Mac mini，則是使用工廠模式。全部硬件的規格都已經有製造商預先肯定，製造商不用向你諮詢就知道本身該作些什麼，它們一般接收的僅僅是單條指令。代碼以下

MINI14 = '1.4GHz Mac mini'

class AppleFactory:

class MacMini14:

def __init__(self):

self.memory = 4 # 單位爲GB

self.hdd = 500 # 單位爲GB

self.gpu = 'Intel HD Graphics 5000'

def __str__(self):

info = ('Model: {}'.format(MINI14),'Memory: {}GB'.format(self.memory),'Hard Disk: {}GB'.format(self.hdd),'Graphics Card: {}'.format(self.gpu))

return '\n'.join(info)

def build_computer(self, model):

if (model == MINI14):

return self.MacMini14()

else:

print("I dont't know how to build {}".format(model))

if __name__ == '__main__':

afac = AppleFactory()

mac_mini = afac.build_computer(MINI14)

print(mac_mini)

另外一個選擇是購買一臺定製的PC。倘若這樣，使用的便是建造者模式。你是指揮者，向製造商（建造者）提供指令說明心中理想的電腦規格。

class Computer:

def __init__(self, serial_number):

self.serial = serial_number

self.memory = None # 單位爲GB

self.hdd = None # 單位爲GB

self.gpu = None

def __str__(self):

info = ('Memory: {}GB'.format(self.memory),'Hard Disk: {}GB'.format(self.hdd),'Graphics Card: {}'.format(self.gpu))

return '\n'.join(info)

class ComputerBuilder:

def __init__(self):

self.computer = Computer('AG23385193')

def configure_memory(self, amount):

self.computer.memory = amount

def configure_hdd(self, amount):

self.computer.hdd = amount

def configure_gpu(self, gpu_model):

self.computer.gpu = gpu_model

class HardwareEngineer:

def __init__(self):

self.builder = None

def construct_computer(self, memory, hdd, gpu):

self.builder = ComputerBuilder()①

[step for step in (self.builder.configure_memory(memory),self.builder.configure_hdd(hdd),self.builder.configure_gpu(gpu))]

@property

def computer(self):

return self.builder.computer

def main():

engineer = HardwareEngineer()

engineer.construct_computer(hdd=500, memory=8, gpu='GeForce GTX 650 Ti')

computer = engineer.computer

print(computer)

if __name__ == '__main__':

main()

基本的變化是引入了一個建造者ComputerBuilder、一個指揮者HardwareEngineer以及一步接一步裝配一臺電腦的過程，這樣如今就支持不一樣的配置了（注意， memory、 hdd及gpu是形參並未預先設置）。

4. 小結

本章中，咱們學習瞭如何使用建造者設計模式。能夠在工廠模式（工廠方法或抽象工廠）不適用的一些場景中使用建造者模式建立對象。在如下幾種狀況下，與工廠模式相比，建造者模式是更好的選擇。

• [ ] 想要建立一個複雜對象（對象由多部分組成，且建立對象的過程結果許多步驟，也許這些步驟還須要特定的順序）。

• [ ] 要求一個對象有許多不一樣的表現，並但願對象的構造與表現得耦合度低

• [ ] 想要在不一樣得時間建立對象

咱們看到了快餐店如何將建造者模式用於準備食物，兩個第三方Django擴展包（ django-widgy和django-query-builder）各自如何使用建造者模式來生成HTML頁面和動態的SQL查詢。咱們重點學習了建造者模式與工廠模式之間的區別，經過對預先配置（工廠）電腦與客戶定製（建造者）電腦進行訂單類比來理清這兩種設計模式。

以上就是本文的所有內容，但願對你們的學習有所幫助，也但願你們多多支持。