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

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

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;
}

Director.h

#ifndef _DIRECTOR_H_
#define _DIRECTOR_H_

#include "Builder.h"

class Director
{
public:
	Director(AbstractBuilder* builder);
	~Director();

	void construct();

private:
	AbstractBuilder* curBuilder;
};

#endif

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);
}

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;
}

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

运行结果