建造者模式的適用范圍：想要創建一個由多個部分組成的對象，而且它的構成需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。建造者模式表現為復雜對象的創建與表現相分離，這樣，同一個過程就有不同的表現。
? 假設我們要創建一個HTML頁面生成器就可以使用建造者模式。該模式中，有兩個參與者：建造者(builder)和指揮者(director)。建造者負責創建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。對于HTML示例，這里指調用建造者的函數設置頁面標題、文本標題等。使用不同的建造者實例讓我們可以創建不同的HTML頁面，而無需更換指揮者代碼。
1. 現實生活中的例子
快餐店使用的即是建造者設計模式。即使存在多種漢堡包（經典款、奶酪漢堡包等等）和不同的包裝（大、中、小盒子等），準備一個漢堡包及打包（盒子或者紙袋）的流程都是一樣的。兩種漢堡包的區別在于表現，而不在于建造的過程。指揮者是出納員，將需要準備什么餐品的指令傳達給工作人員，即建造者。
2. 軟件的例子
本文一開始提到的HTML例子，在django-widgy中得到了實際應用。django-widgy是一個Django的第三方樹編輯器擴展，可用作內容管理系統。它包含一個網頁構建器，用來創建具有不同布局的HTML頁面。
? django-query-builder是另一個基于建造者模式的Django第三方擴展庫，該擴展庫可用于動態地構建SQL查詢。使用它，我們可以控制一個查詢的方方面面，并能創建不同種類的查詢。
3. 應用案例
如果我們知道一個對象必須經過多個步驟來創建，并且要求同一個構造過程可用于產生不同的表現，就可以使用建造者模式。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于工廠模式以單個步驟創建對象，而建造者模式以多個步驟創建對象，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并未使用指揮者，如Java的StringBuffer。
? 另一個區別是，在工廠模式下，會立即返回一個創建好的對象；而在建造者模式下，僅需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于區分建造者模式和工廠模式。假設你想買一臺新電腦，如果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。所有硬件的規格都已經有制造商預先確定，制造商不用向你咨詢就知道自己該做些什么，它們通常接收的僅僅是單條指令。代碼如下
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MINI14 = '1.4GHz Mac mini'class AppleFactory: class MacMini14: def __init__(self): self.memory = 4 # 單位為GB self.hdd = 500 # 單位為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) |
另一個選擇是購買一臺定制的PC。假若這樣，使用的即是建造者模式。你是指揮者，向制造商（建造者）提供指令說明心中理想的電腦規格。
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class Computer: def __init__(self, serial_number): self.serial = serial_number self.memory = None # 單位為GB self.hdd = None # 單位為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_modelclass 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.computerdef 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，這樣現在就支持不同的配置了（注意， memory、 hdd及gpu是形參并未預先設置）。
4. 小結
本章中，我們學習了如何使用建造者設計模式。可以在工廠模式（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創建對象。在以下幾種情況下，與工廠模式相比，建造者模式是更好的選擇。
- [ ] 想要創建一個復雜對象（對象由多部分組成，且創建對象的過程結果許多步驟，也許這些步驟還需要特定的順序）。
- [ ] 要求一個對象有許多不同的表現，并希望對象的構造與表現得耦合度低
- [ ] 想要在不同得時間創建對象
? 我們看到了快餐店如何將建造者模式用于準備食物，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。我們重點學習了建造者模式與工廠模式之間的區別，通過對預先配置（工廠）電腦與客戶定制（建造者）電腦進行訂單類比來理清這兩種設計模式。
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