《大话设计模式》解读09-建造者模式

本篇，来介绍《大话设计模式》的第13章——建造者模式。并通过python代码实现示例代码的功能。

1 建造者模式

建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与它的表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

建造者模式的类图如下：

Builder：抽象建造类，定义建造一个产品所需要必要部件。ConcreateBuilder：具体建造类，继承于抽象建造类，对抽象建造类中定义的接口进行实现，以实现个性化特征的产品构建。Product：具体产品，具体建造类依赖于具体产品，即建造要根据产品功能来进行建造。Director：指挥者类，控制建造的过程，确保建造过程中必要部件都执行了建造。

2 实例

背景：书中小故事，小菜和大鸟去饭店吃饭，分别点的炒面和炒饭，小菜的炒面吃着还不错，大鸟的炒饭味道不够，蛋也少。大鸟尝了一下炒面，味道不错，就又要了份炒面，结果，这炒面没放盐。。。回去的路上，大鸟感慨，肯德基、麦当劳能在中国发展的很好，大概是因为其制作过程规范严格，而中国的小吃，比如“鱼香肉丝”，不同的店可以吃出各种不同的口味。

启发：小吃店吃的味道怎么样，依赖于厨师。联想依赖倒转原则：抽象不应该依赖细节，细节应该依赖于抽象，由于吃的饭菜要依赖于厨师这样的细节，饭客就很被动。而像KFC那样，制作流程进行抽象，具体放什么配料、烤多长时间等细节依赖于这个抽象。

题目：根据流程的抽象原理，用代码的形式来实现用程序画不同体型的小人。

2.1 版本一：单独的类

版本一要实现画一个瘦的小人和一个胖的小人，通过分别定义这两个类来实现所需的功能。

2.1.1 瘦人和胖人类

这里通过Python编程来进行实践，使用pygame库中提供画图接口进行画图。

画一个廋的小人（ThinPerson），需要画出头（一个椭圆）、身体（一个矩形）、两个胳膊（线））、两条腿（线）

import pygame, sys

WHITE = (255, 255, 255)
BLUE = (0, 0, 255)

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((200, 200))
screen.fill(WHITE)
    
class ThinPerson:
    def draw_person(self):
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(50,20,30,30),1)
        pygame.draw.rect(screen,BLUE,(60, 50, 10, 50),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 50),(40, 100),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 50),(90, 100),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 100),(45, 150),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 100),(85, 150),1)

class FatPerson:
    def draw_person(self):
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(50,20,30,30),1)
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(45,50,40,50),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(50, 50),(30, 100),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(80, 50),(100, 100),1)
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 100),(45, 150),1)
        #pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 100),(85, 150),1)

画一个胖的小人（FatPerson），也是类似的。不过这种方式，需要在编写代码的时候不要忘记小人的各个部分都要有，如果忘记了其中某些项，如忘记了画其中一条腿，最终画出来的小人就是不完整的。

2.1.2 主函数

首先，实例化对应的股票，

然后，就可以调用对应的买入和卖出的接口了。

thinPerson = ThinPerson() 
thinPerson.draw_person()

while True:
    for e in pygame.event.get():
        if e.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            sys.exit()
    pygame.display.update()

画廋人的效果就是上面的那个图，画胖人的效果，如果忘记了画其中一条腿，将是下面的效果：

2.2 版本二：建造者模式

为了避免每增加一个新的不同特点的画小人的需求在实现时，可能忘记画小人的某一部分的问题，可以使用建造者模式。

画小人使用建造者模式，需要定义一个抽象类PersonBuilder，并声明画小人的各个部分的接口（声明为抽象接口，即继承的子类必须对接口进行对应的实现），具体不同特征的小人，各个部分的具体画法是怎样的，由具体建造者如画瘦人的ThinPersonBuilder和画胖人的FatPersonBuilder来进行各自的实现。

为了能确保不过是画廋人还是画胖人，各个部分都能画出而不遗漏，还需要一个指挥者PersonDirector，用它来控制建造过程。控制的原理是由它提供一个draw_person的接口，其内部统一进行绘制小人身体的各个部分。

修改后的代码如下：

class PersonBuilder(ABC):
    @abstractmethod
    def build_head(self):
        pass

    @abstractmethod
    def build_body(self):
        pass

    @abstractmethod
    def build_arm_left(self):
        pass

    @abstractmethod
    def build_arm_right(self):
        pass

    @abstractmethod
    def build_leg_left(self):
        pass

    @abstractmethod
    def build_leg_right(self):
        pass

class PersonDirector():
    def __init__(self,personBuilder):
        self.pb = personBuilder

    def draw_person(self):
        self.pb.build_head()
        self.pb.build_body()
        self.pb.build_arm_left()
        self.pb.build_arm_right()
        self.pb.build_leg_left()
        self.pb.build_leg_right()
    
class ThinPersonBuilder(PersonBuilder):
    def build_head(self):
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(50,20,30,30),1)

    def build_body(self):
        pygame.draw.rect(screen,BLUE,(60, 50, 10, 50),1)

    def build_arm_left(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 50),(40, 100),1)

    def build_arm_right(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 50),(90, 100),1)

    def build_leg_left(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 100),(45, 150),1)

    def build_leg_right(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 100),(85, 150),1)

class FatPersonBuilder(PersonBuilder):
    def build_head(self):
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(50,20,30,30),1)

    def build_body(self):
        pygame.draw.ellipse(screen,BLUE,(45,50,40,50),1)

    def build_arm_left(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(50, 50),(30, 100),1)

    def build_arm_right(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(80, 50),(100, 100),1)

    def build_leg_left(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(60, 100),(45, 150),1)
"""
    def build_leg_right(self):
        pygame.draw.line(screen,BLUE,(70, 100),(85, 150),1)
"""
            
thinPerson = ThinPersonBuilder()
#fatPerson = FatPersonBuilder()
personDirector = PersonDirector(thinPerson)
personDirector.draw_person()

使用建造者模式后，因为绘制小人的各个部分是由指挥者PersonDirector来控制绘制的，因此不会出现某个部位的绘制遗漏，如果某个具体建造者忘记了对其某个部分的绘制进行重写，在编译运行时就会报错，例如画胖人时忘记了画右腿：