🎉 Ура! После трёх лет работы, я наконец выпустил английскую версию книги о паттернах! Вот она »
Строитель

Строитель на Python

Строитель — это порождающий паттерн проектирования, который позволяет создавать объекты пошагово.

В отличие от других порождающих паттернов, Строитель позволяет производить различные продукты, используя один и тот же процесс строительства.

Подробней о Строителе

Особенности паттерна на Python

Сложность:

Популярность:

Применимость: Паттерн можно часто встретить в Python-коде, особенно там, где требуется пошаговое создание продуктов или конфигурация сложных объектов.

Признаки применения паттерна: Строителя можно узнать в классе, который имеет один создающий метод и несколько методов настройки создаваемого продукта. Обычно, методы настройки вызывают для удобства цепочкой (например, someBuilder->setValueA(1)->setValueB(2)->create()).

Концептуальный пример

Этот пример показывает структуру паттерна Строитель, а именно — из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.

main.py: Пример структуры паттерна

from __future__ import annotations
from abc import ABC, abstractmethod, abstractproperty
from typing import Any


class Builder(ABC):
    """
    Интерфейс Строителя объявляет создающие методы для различных частей объектов
    Продуктов.
    """

    @abstractproperty
    def product(self) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def produce_part_a(self) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def produce_part_b(self) -> None:
        pass

    @abstractmethod
    def produce_part_c(self) -> None:
        pass


class ConcreteBuilder1(Builder):
    """
    Классы Конкретного Строителя следуют интерфейсу Строителя и предоставляют
    конкретные реализации шагов построения. Ваша программа может иметь несколько
    вариантов Строителей, реализованных по-разному.
    """

    def __init__(self) -> None:
        """
        Новый экземпляр строителя должен содержать пустой объект продукта,
        который используется в дальнейшей сборке.
        """
        self.reset()

    def reset(self) -> None:
        self._product = Product1()

    @property
    def product(self) -> Product1:
        """
        Конкретные Строители должны предоставить свои собственные методы
        получения результатов. Это связано с тем, что различные типы строителей
        могут создавать совершенно разные продукты с разными интерфейсами.
        Поэтому такие методы не могут быть объявлены в базовом интерфейсе
        Строителя (по крайней мере, в статически типизированном языке
        программирования).

        Как правило, после возвращения конечного результата клиенту, экземпляр
        строителя должен быть готов к началу производства следующего продукта.
        Поэтому обычной практикой является вызов метода сброса в конце тела
        метода getProduct. Однако такое поведение не является обязательным, вы
        можете заставить своих строителей ждать явного запроса на сброс из кода
        клиента, прежде чем избавиться от предыдущего результата.
        """
        product = self._product
        self.reset()
        return product

    def produce_part_a(self) -> None:
        self._product.add("PartA1")

    def produce_part_b(self) -> None:
        self._product.add("PartB1")

    def produce_part_c(self) -> None:
        self._product.add("PartC1")


class Product1():
    """
    Имеет смысл использовать паттерн Строитель только тогда, когда ваши продукты
    достаточно сложны и требуют обширной конфигурации.

    В отличие от других порождающих паттернов, различные конкретные строители
    могут производить несвязанные продукты. Другими словами, результаты
    различных строителей могут не всегда следовать одному и тому же интерфейсу.
    """

    def __init__(self) -> None:
        self.parts = []

    def add(self, part: Any) -> None:
        self.parts.append(part)

    def list_parts(self) -> None:
        print(f"Product parts: {', '.join(self.parts)}", end="")


class Director:
    """
    Директор отвечает только за выполнение шагов построения в определённой
    последовательности. Это полезно при производстве продуктов в определённом
    порядке или особой конфигурации. Строго говоря, класс Директор необязателен,
    так как клиент может напрямую управлять строителями.
    """

    def __init__(self) -> None:
        self._builder = None

    @property
    def builder(self) -> Builder:
        return self._builder

    @builder.setter
    def builder(self, builder: Builder) -> None:
        """
        Директор работает с любым экземпляром строителя, который передаётся ему
        клиентским кодом. Таким образом, клиентский код может изменить конечный
        тип вновь собираемого продукта.
        """
        self._builder = builder

    """
    Директор может строить несколько вариаций продукта, используя одинаковые
    шаги построения.
    """

    def build_minimal_viable_product(self) -> None:
        self.builder.produce_part_a()

    def build_full_featured_product(self) -> None:
        self.builder.produce_part_a()
        self.builder.produce_part_b()
        self.builder.produce_part_c()


if __name__ == "__main__":
    """
    Клиентский код создаёт объект-строитель, передаёт его директору, а затем
    инициирует процесс построения. Конечный результат извлекается из объекта-
    строителя.
    """

    director = Director()
    builder = ConcreteBuilder1()
    director.builder = builder

    print("Standard basic product: ")
    director.build_minimal_viable_product()
    builder.product.list_parts()

    print("\n")

    print("Standard full featured product: ")
    director.build_full_featured_product()
    builder.product.list_parts()

    print("\n")

    # Помните, что паттерн Строитель можно использовать без класса Директор.
    print("Custom product: ")
    builder.produce_part_a()
    builder.produce_part_b()
    builder.product.list_parts()

Output.txt: Результат выполнения

Standard basic product: 
Product parts: PartA1

Standard full featured product: 
Product parts: PartA1, PartB1, PartC1

Custom product: 
Product parts: PartA1, PartB1

Строитель на других языках программирования

Строитель на Java Строитель на C# Строитель на PHP Строитель на Ruby Строитель на Swift Строитель на TypeScript