Design Pattern : Builder

Design Pattern : Builder

Builder 和 Strategy 乍看之下很相似，但是前者是Creational pattern，後者是Behavior pattern。 另外Buider多了一個Director class來管理Builder class建立物件的流程，隱藏了Constructor的繁雜細節。
而Strategy 則比較單純的直接抽換Strategy class改變行為的細節。

底下的範例，是某Lexxx車廠建立車子時， 因為品牌良好，比一般車廠（ICar）多了一些服務：
(a) 專屬業務服務人員
(b) 客戶資料留存
(c) 車子限量序號

以上這些服務需要藉由其他系統產出，而且前端並不須要知道這些建立的細節，這時候就可以使用Builder pattern。

1.  原有的ICar：（只有一些基本的property）

public interface ICar
{
  DPLib.Color Color { get; set; }
  String Name { get; set; }
  String Equipment { get; set; }
  void Drive();
}


更進階的車廠  ICarMidRange：

public interface ICarMidRange:ICar
{
  String SalesName { get; set; } /// 專屬業務服務人員
  String CustomerName { get; set; } /// 客戶資料
  String CarUid { get; set; } /// 限量序號
}

定義一台Lexxx的車子： （下面只列出ICarMidRange的實作，ICar的部分請自行補囉）

public class Is300h : ICarMidRange
{
  public string SalesName { get; set; }
  public string CustomerName { get; set; }
  public string CarUid { get; set; }
}

2.  接下來開始進入Builder， 我們先建立一個 ICarBuider，這個interface主要是定義及規範建立一台ICarMidRange車子所需要的流程。 

public interface ICarBuider
{
   /// 建立物件
   F Create<F, T>() where T : F, new();
   /// 分配 專屬業務服務人員
   void AssignSales<T>(T car);
   /// 紀錄 客戶資訊
   void RecordCustomer<T>(T car);
   /// 註冊 車子限量序號
   void RegisterCarUid<T>(T car);
}

u  使用泛型的好處，未來若有ICarMidRange的擴充， 例如更高階的ICarExtremeRange，就可以直接拿這個interface來用 J

u  也可以自行練習將泛型直接改為宣告為ICarMidRange類的車子。

3.  實作ICarBuider 的車廠專屬Builder：LexusBuilder

public class LexxxBuilder:ICarBuider
{
   public F Create<F, T>() where T : F, new()
   {
      return new T();       
   }
   void ICarBuider.AssignSales<T>(T car)
   {
      ((dynamic)car).SalesName = "Luke Skywalker";
   }
   public void RecordCustomer<T>(T car)
   {
      ((dynamic)car).CustomerName = "Darth Vader";
   }
   public void RegisterCarUid<T>(T car)
   {
      Random rd = new Random(DateTime.Now.Second);
      ((dynamic)car).CarUid = rd.Next(99999999).ToString().PadLeft(8, '0');
   }
}

4.  最後要實作一個定義Construct流程的Director class：

u  Director 的Constructor 定義了建立車子的流程， 但是使用的方法是用傳入的ICarBuider裡面的方法。 （恩，這邊很像Strategy :P， 可以隨時抽換建立的方法 ）

u  請注意需加入一個取得新物件的方法，此例是GetCar()

public class BuildCarDirector :IDisposable
{
   private ICarMidRange Car;

   public BuildCarDirector(ICarBuider _carBuider)
   {
     this.Car =_carBuider.Create<ICarMidRange, Is300h>();
     _carBuider.AssignSales<ICarMidRange>(this.Car);
     _carBuider.RecordCustomer<ICarMidRange>(this.Car);
     _carBuider.RegisterCarUid<ICarMidRange>(this.Car);
   }
   public ICarMidRange GetCar()
   {
     return this.Car;
   }
   public void Dispose()
   {
     if(this.Car!=null)
     {
        this.Car = null;
     }
   }
}

5.  到這邊已經完整建立了Builder， 以下是主程式 …

///宣告Builder
ICarBuider carBuilder = new LexxxBuilder();
///宣告Director
using(BuildCarDirector director = new BuildCarDirector( carBuilder ) )
{
   ///建立車子
   ICarMidRange myCar = director.GetCar();
   Console.WriteLine(
         String.Format("車體序號 {0}，客戶 {1}，業務 {2}",
         myCar.CarUid, myCar.CustomerName, myCar.SalesName));
}

結果：
使用Builder建立物件 ==============================
車體序號 41478491，客戶 Darth Vader，業務 Luke Skywalker

6.  最後，我們來比較一下Builder和Factory (或Abstract Factory) 的使用時機：

u  Factory (或Abstract Factory) 用於建立整體。

u  Builder 用於建立繁瑣步驟的物件，尤其是建立過程中需要參考到其他資源者。

u  使用者都不知道建立的細節， 也都可以抽換建立的細節。

u  先考慮Factory (或Abstract Factory)，再加入Builder。 （兩者是可結合的）

7.  延伸閱讀：
Design Pattern : Abstract Factory

8.  Reference

Understanding and Implementing Builder Pattern in C#

What is the difference between Builder Design pattern and Factory Design pattern?