创建型-建造者模式 Builder Pattern

引入建造者模式

肯德基的菜单上有薯条，鸡腿，鸡翅，鸡米花，可乐，橙汁等这些单品，也有很多套餐。
比如
套餐1：鸡翅，至尊虾汉堡，可乐，薯条
套餐2：鸡腿，火腿汉堡，橙汁，薯条
套餐3： 。。。。。
全家桶：。。。。。
这种有各种各样的单品一步一步生成各种套餐， 这种过程称的上建造者模式
使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象，有点像造房子一样一步步从地基做起到万丈高楼。我想这也是为什么被称呼为建造者模式的原因吧！

建造者的定义

将一个复杂对象的构建与他的表示进行分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

这个定义里面的 '不同表示' 意思是不同的产品，或者是不同的功能。
简单理解：建造者模式（Builder Pattern）具备两层含义：

• 构建于表示分离：构建代表对象创建，表示对象行为/方法，也就是对象的创建于行为进行分离（对应java代码，其实就是使用接口规定行为，然后由具体的实现类进行构建）
• 创建不同的表示：也就是具备同样的行为，但是却由于构建的行为顺序不同或其他原因可以创建出不同的表示。
  我们看完上述建造者模式的定义，就知道它与工厂模式是非常相似的。构建于表示分离和创建不同的表示对于工厂模式同样具备。建造者模式唯一区别于工厂模式主要是针对 复杂对象的构建。也就是说，如果是创建简单对象，我们通常都是使用工厂模式进行创建；如果是创建复杂对象，那么就要考虑使用建造者模式。

主要解决

当需要构建的产品具备复杂创建过程时，可以抽取出共性构建过程，然后交由具体实现类自定义构建流程，使得同样的构建行为可以生产出不同的产品，分离了构建于表示，是构建产品灵活性大大增加。

使用场景

看到上面的模式定义内容，可以根据内容剥离出这个模式的使用场景。

1. 需要生成的产品对象有复杂的内部结构，这些产品对象具备共性。
2. 隔离复杂对象的创建和使用，并使得相同的构建过程可以创建不同的产品。

建造者模式的优点

1. 在建造者模式中，客户端不必知道产品内部组成的细节，将产品本身与产品的创建进行解耦，使得相同的创建过程可以创建不同的产品对象。
2. 每一个具体建造者都是独立的，与其他的具体建造者无关，因此可以很方便的替换具体建造者或增加具体建造者，用户使用不同的具体建造者可以得到不同的产品对象，由于指挥者类针对抽象建造者编程，增加新的具体建造者无需修改原有类库的代码，系统扩展方便，符合开闭原则。在编写代码中，代码复用率尤为重要的。
3. 用户可以更为精细的控制产品的创建过程，将复杂的产品的创建步骤分解在不同的方法中，使得创建过程更加清晰，也更方便使用程序来控制创建过程。

建造者模式的缺点

1. 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较大，例如很多组成部分不相同，则不适用建造者模式，因此使用使用范围受到一定的限制。
2. 如果产品的内部变化复杂，可能需要很多具体建造者类实现这种变化，导致系统变得庞大，增加了系统的理解难度和运行成本。

建造者模式主要包含四种角色

1. 抽象建造者(Builder)：主要用于规范产品类的各个组成部分，并提供一个返回完整产品的接口。
2. 具体建造者(Concrete Builder)：实现抽象建造者规定的各个方法，返回一个组件好的具体产品。
3. 产品(Product)：构建相当复杂的类型，建造者最终创建的产品类型。
4. 导演者(Director)：指导建造者（Builder）以特定行为构建出产品，并将其返回给客户。
   总结：理解了建造者模式四种角色，其实就已经掌握了建造者模式的真谛。建造者模式最终返回一个具体的构建复杂的产品；系统中产品可能只有一种类型或多种类型，但对某些产品族来说，它们具备相同的行为，因此对这些共性行为进行抽象，抽离出 抽象建造者（Builder）；而对这些行为的具体构建过程，则交由具体建造者（Concrete Builder）负责，不同的具体建造者会构建出不同的表示的产品；而具体要构建出哪种产品，由导演者（Director）决定。导演者会选择不同的具体建造者，指导它构建出产品。

注意，也可以静态内部类实现建造者模式

事实上，在平常的代码中，我们通常都会忽略对象的复杂性，使用工厂模式创建对象，而不是建造者模式。正如上文所讲，工厂模式和建造者模式的作用都是用于创建一个产品对象，而工厂农商结构更加简洁直接（没有 Builder和Director）因此更常使用。
而建造者模式，我们更加习惯使用静态内部类的方式进行实现，即一个产品类内部自动带有一个具体建造者（Concrete Builder），由它负责产品的组装创建。不再需要抽象建造者（Builder）和导演者（Director），这样是的产品与构建之间的联系更加紧密，结构更加紧凑，同时使得建造者模式形式更加简洁。

示例代码

class Burger():
    """
    主食类，价格名称
    """
    name = ""
    price = 0.0
    def getPrice(self):
        return self.price

    def setPrice(self, price):
        self.price = price

    def getNmae(self):
        return self.name

class cheeseBurger(Burger):
    """
    奶酪汉堡
    """
    def __init__(self):
        self.name = "cheese burger"
        self.price = 10.0

class spicyChickenBurger(Burger):
    """
    香辣鸡汉堡
    """
    def __init__(self):
        self.name = "spicy chicken burger"
        self.price = 15.0

class Snack():
    """
    小食类，价格名称
    """
    name = ""
    price = 0.0
    type = "SNACK"
    def getPrice(self):
        return self.price

    def setPrice(self, price):
        return self.price = price

    def getName(self):
        return self.name

class chips(Snack):
    """
    炸薯条
    """
    def __init__(self):
        self.name = "chips"
        self.price = 6.0

class chickenWings(Snack):
    "鸡翅"
    def __init__(self):
        self.name = "chicken wings"
        self.price = 12.0

class Beverage():
    """
    饮料
    """
    name = ""
    price = 0.0
    type = "BEVERAGE"
    def getPrice(self):
        return self.price

    def setPrice(self, price):
        self.price = price

    def getName(self):
        self.name = name

class coke(Beverage):
    """
    可乐
    """
    def __init__(self):
        self.name = "coke"
        self.price = 4.0

class milk(Beverage):
    """
    牛奶
    """
    def __init__(self):
        self.name = "milk"
        self.price = 5.0

class order():
    """
    订单对象：一份主食，一份小食，一份饮料
    """
    burger = ""
    snack = ""
    beverage = ""
    def __init__(self, orderBuilder):
        self.burger = orderBuilder.bBurger
        self.snack = orderBuilder.bSnack
        self.beverage = orderBuilder.bBeverage

    def show(self):
        print("Burger: %s"%self.burger.gerName())
        print("Snack: %s"%self.snack.gerName())
        print("Beverage: %s"%self.beverage.gerName())

# 建造者
class orderBuilder():
    """
    ordeBuilder 就是建造者模式中所谓的'建造者'，
    将订单的建造者与表示相分离，以达到解耦的目的。
    在上面订单的构建过程中，如果将 order 直接通过参数定义好（其构建于表示没有分离）
    同时在多处进行订单生成，此时需要修改订单内容，
    则需要一处处去修改，业务风险也就提高了不少。
    """
    bBurger = ""
    bSnack = ""
    bBeverage = ""

    def addBurger(self, xBurger):
        self.bBurger = xBurger

    def addSnack(self, xSnack):
        self.bSnack = xSnack

    def addBeverage(self, xBeverage):
        self.bBeverage = xBeverage

    def build(self):
        return order(self)

# Director类
class orderDirector():
    """
    在建造者模式中，还可以加一个Director类，用以安排已有模块的构造步骤。对于在建造者中有比较严格的顺序要求时，该类会有比较大的用处。
    """
    order_builder = ""
    def __init__(self, order_builder):
        self.order_builder = order_builder

    def createOrder(self, burger, snack, beverage):
        self.order_builder.addBurger(burger)
        self.order_builder.addSnack(snack)
        self.order_builder.addBeverage(beverage)
        return self.order_builder.build()

# 场景实现
if __name__ == "__main__":
    order_builder = orderBuilder()
    order_builder.addBurger(spicyChickenBurger())
    order_builder.addSnack(chips())
    order_builder.addBeverage(milk())
    order_1 = order_builder.build()
    order_1.show()