建造者模式

本课属于 Coddy Swift 学习旅程的“面向对象编程”单元。第 48 课，共 57 课。

构建器模式会逐步组装复杂对象。每一步设置一个部分并返回构建器，因此可以将这些步骤串联起来，最后调用 build() 创建完成的对象：

struct Request {
    let url: String
    let method: String
    let headers: [String: String]
}

struct RequestBuilder {
    private var url = ""
    private var method = "GET"
    private var headers: [String: String] = [:]

    func url(_ u: String) -> RequestBuilder { var b = self; b.url = u; return b }
    func method(_ m: String) -> RequestBuilder { var b = self; b.method = m; return b }
    func header(_ k: String, _ v: String) -> RequestBuilder { var b = self; b.headers[k] = v; return b }
    func build() -> Request { Request(url: url, method: method, headers: headers) }
}

let req = RequestBuilder().url("/users").method("POST").header("Auth", "token").build()
print("\(req.method) \(req.url) \(req.headers.count) header")

输出：

POST /users 1 header

构建器可以在创建对象之前检查整个配置，因此绝不会构建无效对象。这里，如果缺少必需部分，build() 会抛出异常：

enum BuildError: Error { case missingURL }

struct Request { let url: String; let method: String }

struct RequestBuilder {
    private var url: String?
    private var method = "GET"
    func url(_ u: String) -> RequestBuilder { var b = self; b.url = u; return b }
    func method(_ m: String) -> RequestBuilder { var b = self; b.method = m; return b }
    func build() throws -> Request {
        guard let url else { throw BuildError.missingURL }
        return Request(url: url, method: method)
    }
}

do {
    _ = try RequestBuilder().method("PUT").build()
} catch {
    print("cannot build: \(error)")
}

输出：

cannot build: missingURL

每一步都会复制结构体并修改副本，因此可以将部分配置好的构建器用作模板来创建多个对象：

struct PizzaBuilder {
    private var size = "medium"
    private var toppings: [String] = []
    func size(_ s: String) -> PizzaBuilder { var b = self; b.size = s; return b }
    func add(_ t: String) -> PizzaBuilder { var b = self; b.toppings.append(t); return b }
    func build() -> String { "\(size) pizza with " + (toppings.isEmpty ? "nothing" : toppings.joined(separator: ", ")) }
}

let base = PizzaBuilder().size("large").add("cheese")
print(base.add("ham").build())
print(base.add("olives").build())

输出：

large pizza with cheese, ham
large pizza with cheese, olives

Swift 的默认参数值已经可以满足简单情况（Request(url: "/", method: "GET")）。当对象有许多可选部分、各部分相互依赖，或者对象创建前需要检查规则时，使用构建器会很有帮助。

// 简单：默认参数就够了
struct Point { var x = 0, y = 0 }
// 复杂：有很多可选部分，还需要验证，可以用构建器
let report = ReportBuilder().title("Q3").add(section: s1).add(section: s2).footer("draft").build()

挑战

简单

为电子邮件编写一个构建器。EmailBuilder 包含可链式调用的步骤：to(_:)（可以调用多次，以添加收件人）、subject(_:)、body(_:) 和 urgent()。build() 会返回一个 Email，或者抛出 EmailError.noRecipients 或 EmailError.noSubject。紧急邮件的主题前会加上 [URGENT] 。

提供的代码会读取每封邮件的命令，各命令之间用 --- 行分隔（to ada@x.io、subject Hello、body text、urgent，然后是 send），并输出 To: ada@x.io, bo@x.io | [URGENT] Hello | text、error: no recipients 或 error: no subject。

你的代码应写在 Email.swift、EmailError.swift 和 EmailBuilder.swift 中。main.swift 包含提供的输入/输出代码，不能编辑。

亲手试试

// 提供的输入和输出代码：保持原样
var input: [String] = []
while let line = readLine() { input.append(line) }
var builder = EmailBuilder()
for line in input {
    let p = line.split(separator: " ", maxSplits: 1).map(String.init)
    switch p[0] {
    case "to": builder = builder.to(p[1])
    case "subject": builder = builder.subject(p[1])
    case "body": builder = builder.body(p[1])
    case "urgent": builder = builder.urgent()
    case "send":
        do {
            let e = try builder.build()
            print("To: \(e.recipients.joined(separator: ", ")) | \(e.subject) | \(e.body)")
        } catch EmailError.noRecipients {
            print("error: no recipients")
        } catch {
            print("error: no subject")
        }
    default: builder = EmailBuilder()
    }
}