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生成器模式（Builder Pattern）

web 2025/7/1 23:00:37

好问题！生成器模式（Builder Pattern）在现实生活和程序开发中非常常见，它适合创建**“一步一步搭建起来的复杂对象”**。

🧠 一句话定义

生成器模式（Builder Pattern）是一种将复杂对象的构建过程与其表示分离的设计模式，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

🧩 生活类比

比如：你点了一份定制汉堡 🍔，你告诉店员：不要洋葱，要双层肉，加芝士……
然后店员按你说的“一个个步骤”来构建汉堡。

这就是生成器模式 —— 按步骤构造复杂对象，而不是一口气 new 出来。

✅ 为什么需要它？

适用于以下情况：

场景	问题	生成器解决方式
对象太复杂	参数太多、顺序混乱	将构建过程拆成步骤
有多个构建方式	比如普通汉堡 vs 素食汉堡	不改结构即可生成不同变体
构建逻辑与使用逻辑耦合	构造细节暴露	用 Builder 分离细节，使用者更清爽

✅ 优点 vs ❌ 缺点

优点	缺点
封装构建过程	类的数量增多
代码清晰易读	简单对象用它反而啰嗦
支持逐步构建 + 复用步骤	初学者理解有点抽象

🐍 Python 完整代码示例

我们用 建一栋房子 House 的例子来展示：

1. 定义产品类（要被一步步构造的对象）

class House:def __init__(self):self.wall = Noneself.roof = Noneself.door = Nonedef __str__(self):return f"House(wall={self.wall}, roof={self.roof}, door={self.door})"

2. 定义 Builder 接口（步骤抽象）

from abc import ABC, abstractmethodclass HouseBuilder(ABC):@abstractmethoddef build_wall(self): pass@abstractmethoddef build_roof(self): pass@abstractmethoddef build_door(self): pass@abstractmethoddef get_result(self): pass

3. 实现不同风格的 Builder（具体构造者）

class ModernHouseBuilder(HouseBuilder):def __init__(self):self.house = House()def build_wall(self):self.house.wall = "Glass Wall"def build_roof(self):self.house.roof = "Flat Roof"def build_door(self):self.house.door = "Automatic Door"def get_result(self):return self.houseclass StoneHouseBuilder(HouseBuilder):def __init__(self):self.house = House()def build_wall(self):self.house.wall = "Stone Wall"def build_roof(self):self.house.roof = "Tiled Roof"def build_door(self):self.house.door = "Wooden Door"def get_result(self):return self.house

4. 定义指挥者（Director）

class Director:def __init__(self, builder: HouseBuilder):self.builder = builderdef construct(self):self.builder.build_wall()self.builder.build_roof()self.builder.build_door()return self.builder.get_result()

5. 客户端使用

# 使用现代风格建房子
director = Director(ModernHouseBuilder())
modern_house = director.construct()
print(modern_house)  # House(wall=Glass Wall, roof=Flat Roof, door=Automatic Door)# 使用石头风格建房子
director = Director(StoneHouseBuilder())
stone_house = director.construct()
print(stone_house)  # House(wall=Stone Wall, roof=Tiled Roof, door=Wooden Door)

🧭 流程图（Mermaid）

📌 应用场景总结

应用	举例
文档生成器	MarkdownBuilder、HTMLBuilder
报表导出	ExcelReportBuilder、PDFReportBuilder
游戏建模	不同角色装备逐步构建
UI 工厂	分步骤构建窗口、按钮、面板等