创建型模式 | 建造者模式

一、建造者模式

1、原理

建造者模式又叫生成器模式，是一种对象的构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来，使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。创建者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

2、核心角色

建造者模式的四个核心角色

• Product（产品角色）：一个具体的产品对象
• Builder（抽象建造者）：创建一个Product对象的各个部件指定的接口
• ConcreteBuilder（具体建造者）：实现接口，构建和装配各个部件
• Director（指挥者）：构建一个使用Builder接口的对象。它主要有两个作用，一是：隔离了客户与对象的生产过程，二是：负责控制产品对象的生成过程

3、UML类图

使用建造者模式，创建一个盖房子的程序，UML类图如下：

代码实现

#include <iostream>
using namespace std;

// 产品
class House {
public:
    string m_base;  // 地基
    string m_wall;  // 墙
    string m_roof;  // 屋顶
};

// 抽象的建造者
class IHouseBuilder {
public:
    virtual void BuildBase();
    virtual void BuildWall();
    virtual void BuildRoof();
    virtual House* Build();
};

// 具体的建造者：创建普通房子
class CommonHouseBuilder : public IHouseBuilder
{
public:
    void BuildBase() override {
        cout << "普通房：打地基" << endl;
    }
    void BuildWall() override {
        cout << "普通房：建墙" << endl;
    }
    void BuildRoof() override {
        cout << "普通房：建房顶" << endl;
    }
    House* Build() {
        return new House;
    }
};

// 具体的建造者：创建高楼
class HighHouseBuilder : public IHouseBuilder
{
public:
    void BuildBase() override {
        cout << "高楼：打地基" << endl;
    }
    void BuildWall() override {
        cout << "高楼：建墙" << endl;
    }
    void BuildRoof() override {
        cout << "高楼：建房顶" << endl;
    }
    House* Build() override {
        return new House;
    }
};

// 指挥官
class Director {
public:
    void SetBuilder(IHouseBuilder *pBuilder) {
        m_pBuilder = pBuilder;
    }

    // 创建产品
    House* Construct() {
        m_pBuilder->BuildBase();
        m_pBuilder->BuildWall();
        m_pBuilder->BuildRoof();
        return m_pBuilder->Build();
    }

private:
    IHouseBuilder* m_pBuilder;
};

int main()
{
    // 创建盖房子的指挥官
    Director *pDirector = new Director;

    // 具体的建造者
    IHouseBuilder *pCommonHouseBuilder = new CommonHouseBuilder;
    IHouseBuilder *pHighHouseBuilder = new HighHouseBuilder;

    // 盖普通房子
    pDirector->SetBuilder(pCommonHouseBuilder);
    House *pCommonHouse = pDirector->Construct();

    // 盖高楼
    pDirector->SetBuilder(pHighHouseBuilder);
    House *pHighHouse = pDirector->Construct();

    return 0;
}

4、应用场景

建造者模式唯一区别于工厂模式的是针对复杂对象的创建。也就是说，如果创建简单对象，通常都是使用工厂模式进行创建，而如果创建复杂对象，就可以考虑使用建造者模式。

当需要创建的产品具备复杂创建过程时，可以抽取出共性创建过程，然后交由具体实现类自定义创建流程，使得同样的创建行为可以生产出不同的产品，使创建产品的灵活性大大增加。

建造者模式主要适用于以下应用场景：

• 相同的方法，不同的执行顺序，产生不同的结果
• 多个部件或零件，都可以装配到一个对象中，但是产生的结果又不相同
• 初始化一个对象特别复杂，参数多，而且很多参数都具有默认值

5、建造者模式和工厂模式的区别

建造者模式和工厂模式主要有下面这些区别

• 建造者模式更加注重方法的调用顺序，工厂模式注重创建对象
• 创建对象的力度不同，建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，工厂模式创建出来的对象都一样
• 关注重点不一样，工厂模式只需要把对象创建出来就可以了，而建造者模式不仅要创建出对象，还要知道对象由哪些部件组成
• 建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终对象部件组成也不一样