建造者模式及C++实现

下面是我自己对建造者模式的理解。具体我还没在开发中应用过，这只是对于书本的理解。

建造者模式

建造者模式：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。这是建造者模式的标准表达，不过看着让人迷惑，什么叫构建和表示的分离？一个对象使用构造函数构造之后不就固定了，只有通过它方法来改变它的属性吗？而且还要同样的构建过程搞出不同的表示，怎么可能呢？多写几个构造函数？

其实多写几个构造函数，根据不同参数设置对象不同的属性，也可以达到这样的效果，只是这样就非常麻烦了，每次要增加一种表示就要添加一个构造函数，将来构造函数会多得连自己都不记得了，这违背了开放-封闭的原则。

要不就只能设计几个set函数，每次属性不一样了，我就构造一个对象，然后用set函数改变对象的属性。这样也可以达到效果。只是代码就会非常冗余了，每个要用到这个对象的地方，都要写上好几句语句，一旦对象有点什么变化，还得到处都改一遍，这样就很容易出错，以后别人看着这种神逻辑和神代码估计也会崩溃了。而且这也违背了依赖倒转的原则。

于是大神们就开始想了，不能加很多构造函数，也不能直接用一堆set函数，然后发现，有些对象的构建是固定的几个步骤的，就像一条流水线一样，任何的产品都是通过每一个固定的步骤拼凑出来的。例如说一部手机，先放主板，再放屏幕，再放电池，再放外壳，贴个膜就能卖几千了，每次推出新产品，就换个更好的主板，换个大点的屏幕，再整个大容量电池，贴个超牛B的高透膜，又能卖出个新价钱。就是说，这些步骤都没有变，变的只是每个部分的东西。

这就是大神的厉害之处了，透过现象看本质，基本有变的，有不变的，那敢情好，面向对象的一个重要指导思想就是，封装隔离变化的，留出不变的。于是他们就用一个Builder类把步骤中的每个部分封装起来，这个类的主要作用就是生产每个部件，再抽象一下提升高度，这样就依赖倒转了，这样每次只需要添加一个类，这个类还是这几个部分，只是内部的实现已经不一样了，这样就满足了开放-封闭的原则了。但还是有一个问题，光有Builder类还不行，虽然产品的每个部分都有对应的函数，但是用起来的话，还是跟前面说的set函数一样，一用就要使用一大堆函数，也就是这变的东西是封装起来了，但这不变的东西还没留出来。这时，就添加一个Director类，这个类就是专门规定组装产品的步骤的，这样只要告诉Director使用哪个Builder，就能生产出不同的产品，对于客户端来说，只看到用了Director的一个construct函数，甚是方便。

再反过来看建造者模式的定义，构建指的就是生产一个产品的步骤，表示就是每个产品部分的具体实现，通过Director封装步骤，通过Builder封装产品部分的实现，再把他两隔离开，就能隔离变的，留出不变的供客户端使用。

图中可以看到，Product是必须要知道，没有抽象，但是这个产品却可以由不同的部分组合而成。Director里的construct也是固定，没有抽象出来，如果要更改步骤，也要添加一个函数，或者再添一个Diector，所以建造者模式一般应用于步骤不会发生大的变化，而产品会发生大变化的情况。

 

常用的场景

C#中的StringBuilder就是一个建造者的例子，但只是一个建造者，还缺一个Director，不能算一个完整的建造者模式。建造者模式一般应用于构建产品的步骤（也可以称为算法）不变，而每个步骤的具体实现又剧烈变化的情况。

 

优点

1.隔离了构建的步骤和具体的实现，为产品的具体实现提供了灵活度。

2.封装和抽象了每个步骤的实现，实现了依赖倒转原则。

3.封装了具体的步骤，减少了代码的冗余。

 

缺点

1.要求构建产品的步骤（算法）是不能剧烈变化的，最好是不变的，这样就影响了灵活度。

 

C++实现代码

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Builder.h   #ifndef _BUILDER_H_ #define _BUILDER_H_   #include <stdio.h>   class Product{ public:     Product();     ~Product();       void setPartA(int param);     void setPartB(int param);     void setPartC(int param);       void show();   private:     int partA;     int partB;     int partC;   };     class AbstractBuilder{ public:     AbstractBuilder();     virtual ~AbstractBuilder();       virtual void createProduct() = 0;     virtual void buildPartA(int param) = 0;     virtual void buildPartB(int param) = 0;     virtual void buildPartC(int param) = 0;       virtual Product* getProduct() = 0; };     class Builder: public AbstractBuilder{ public:     Builder();     ~Builder();       void createProduct();     void buildPartA(int param);     void buildPartB(int param);     void buildPartC(int param);       Product* getProduct();   private:     Product* curProduct;   };   #endif

 

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Builder.cpp   #include "Builder.h"       Product::Product() {   }     Product::~Product() {   }     void Product::setPartA(int param) {     partA = param; }     void Product::setPartB(int param) {     partB = param; }     void Product::setPartC(int param) {     partC = param; }     void Product::show() {     fprintf(stderr,"partA = %d  partB = %d  partC = %d\n",partA,partB,partC); }     AbstractBuilder::AbstractBuilder() {   }     AbstractBuilder::~AbstractBuilder() {   }     Builder::Builder() :curProduct(NULL) {   }     Builder::~Builder() {   }     void Builder::createProduct() {     fprintf(stderr,"创建一个产品空壳\n");     curProduct = new Product(); }     void Builder::buildPartA(int param) {     fprintf(stderr,"正在构建产品的A部分\n");     curProduct->setPartA(param); }     void Builder::buildPartB(int param) {     fprintf(stderr,"正在构建产品的B部分\n");     curProduct->setPartB(param); }     void Builder::buildPartC(int param) {     fprintf(stderr,"正在构建产品的C部分\n");     curProduct->setPartC(param); }     Product* Builder::getProduct() {     //我的理解就是产品交出去之后,怎么释放怎么弄就不归建造者管了     return curProduct; }

 

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Director.h   #ifndef _DIRECTOR_H_ #define _DIRECTOR_H_   #include "Builder.h"   class Director { public:     Director(AbstractBuilder* builder);     ~Director();       void construct();   private:     AbstractBuilder* curBuilder; };   #endif

 

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Director.cpp     #include "Director.h"     Director::Director(AbstractBuilder* builder) {     curBuilder = builder; }     Director::~Director() {   }     void Director::construct() {     if (!curBuilder)         return;       curBuilder->createProduct();     curBuilder->buildPartA(1);     curBuilder->buildPartB(2);     curBuilder->buildPartC(3); }

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client.cpp   #include "Director.h"       int main() {     AbstractBuilder* builder = new Builder();     Director* director = new Director(builder);       director->construct();           Product* product = builder->getProduct();     product->show();     return 0; }

 

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1	g++ -o client client.cpp Builder.cpp Director.cpp

 

运行结果