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建造者模式

建造者模式

建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，它允许使用多个简单的对象一步一步构建一个复杂的对象。建造者模式将一个复杂对象的构造过程与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的特点

分离复杂对象的构建和表示：可以使用相同的构建过程创建不同的对象表示。
可扩展性：可以通过创建新的建造者类来构建新的表示。
细粒度控制：构造过程是分步骤进行的，可以对构造过程的各个步骤进行细粒度控制。

建造者模式的结构

产品（Product）：最终要创建的复杂对象。
建造者（Builder）：构造产品的抽象接口，定义创建产品各个部分的方法。
具体建造者（Concrete Builder）：实现Builder接口，完成具体的构建步骤。
指挥者（Director）：负责安排已有的建造者对象中的方法执行构造过程。

建造者模式的Python实现

以下是建造者模式在Python中的一个实现示例：

1. 定义产品类

class Product:
    def __init__(self):
        self.parts = []

    def add(self, part: str):
        self.parts.append(part)

    def list_parts(self) -> str:
        return f"Product parts: {', '.join(self.parts)}"

2. 定义建造者接口和具体建造者类

from abc import ABC, abstractmethod

class Builder(ABC):
    @abstractmethod
    def produce_part_a(self) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def produce_part_b(self) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def produce_part_c(self) -> None:
        pass

class ConcreteBuilder1(Builder):
    def __init__(self):
        self.reset()

    def reset(self) -> None:
        self._product = Product()

    def produce_part_a(self) -> None:
        self._product.add("PartA1")

    def produce_part_b(self) -> None:
        self._product.add("PartB1")

    def produce_part_c(self) -> None:
        self._product.add("PartC1")

    def get_product(self) -> Product:
        product = self._product
        self.reset()
        return product

3. 定义指挥者类

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

    @property
    def builder(self) -> Builder:
        return self._builder

    @builder.setter
    def builder(self, builder: Builder) -> None:
        self._builder = builder

    def build_minimal_viable_product(self) -> None:
        self.builder.produce_part_a()

    def build_full_featured_product(self) -> None:
        self.builder.produce_part_a()
        self.builder.produce_part_b()
        self.builder.produce_part_c()

4. 客户端代码

if __name__ == "__main__":
    director = Director()
    builder = ConcreteBuilder1()
    director.builder = builder

    print("Standard basic product:")
    director.build_minimal_viable_product()
    print(builder.get_product().list_parts())

    print("\nStandard full featured product:")
    director.build_full_featured_product()
    print(builder.get_product().list_parts())

    print("\nCustom product:")
    builder.produce_part_a()
    builder.produce_part_c()
    print(builder.get_product().list_parts())

运行结果

Standard basic product:
Product parts: PartA1

Standard full featured product:
Product parts: PartA1, PartB1, PartC1

Custom product:
Product parts: PartA1, PartC1

说明

产品（Product）：最终要创建的复杂对象，这里用一个简单的列表表示产品的组成部分。
建造者（Builder）：定义了构建产品的抽象接口，包括produce_part_a、produce_part_b和produce_part_c方法。
具体建造者（ConcreteBuilder1）：实现了Builder接口，并实现了具体的构建步骤。
指挥者（Director）：使用建造者接口来构造产品，控制构建过程。

通过建造者模式，可以有效地控制复杂对象的创建过程，使构造过程和表示分离，提供了灵活性和可扩展性。指挥者（Director）类可以复用构建步骤，具体建造者（ConcreteBuilder）类可以根据需求创建不同的产品表示。

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