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一、介绍
建造者模式(Builder Pattern)使用多个简单的对象一步一步构建成一个复杂的对象。这种类型的设计模式属于创建型模式,它提供了一种创建对象的最佳方式。将一个复杂的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
二、应用场景
1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。
2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。
一些基本部件不会变,而其组合经常变化的时候。
如:在肯德基,汉堡、可乐、薯条、炸鸡翅等是不变的,而其组合是经常变化的,生成出所谓的"套餐"。
三、要点
将变与不变分离开。
Builder(抽象建造者):为创建一个产品对象的各个部件指定抽象接口。
ConcreteBuilder(具体建造者):实现 Builder 的接口以构造和装配该产品的各个部件,定义并明确它所创建的表示,并提供一个检索产品的接口。
Director(指挥者):构造一个使用 Builder 接口的对象。
Product(产品):表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder 创建该产品的内部表示并定义它的装配过程,包含定义组成部件的类,包括将这些部件装配成最终产品的接口。
四、样例
1、创建产品:创建一个 Computer 类,它可以通过组装零件来创建。
// product.h
#ifndef PRODUCT_H
#define PRODUCT_H
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;
// computer
class Computer
{
public:
void SetmCpu(string cpu) { m_strCpu = cpu; }
void SetMainBoard(string mainboard) { m_strMainBoard = mainboard; }
void SetRam(string ram) { m_strRam = ram; }
void SetVideoCard(string videoCard) { m_strVideoCard = videoCard; }
string GetCpu() { return m_strCpu; }
string GetMainBoard() { return m_strMainBoard; }
string GetRam() { return m_strMainBoard; }
string GetVideoCard() { return m_strVideoCard; }
private:
string m_strCpu; // CPU
string m_strMainBoard;
string m_strRam;
string m_strVideoCard;
};
#endif
2、创建抽象建造者:产品类准备好就可以创建Builder类了,它提供的功能用于创建电脑各个部件。
// builder.h
#ifndef BUILDER_H
#define BUILDER_H
#include "product.h"
// 建造者接口,组装流程
class IBuilder
{
public:
virtual void BuildCpu() = 0;
virtual void BuildMainBoard() = 0;
virtual void BuildRam() = 0;
virtual void BuildVideoCard() = 0;
virtual Computer* GetResult() = 0; // 获取建造后产品
};
#endif
3、创建具体建造者:有了 Builder 接口,接下来的事情就是让 ConcreteBuilder 对象到位。在这些建造者中,我们可以指定每台电脑要使用的部件信息。
// concrete_builder.h
#ifndef CONCRETE_BUILDER_H
#define CONCRETE_BUILDER_H
#include "builder.h"
// ThinkPad系列
class ThinkPadBuilder : public IBuilder
{
public:
ThinkPadBuilder() { m_pComputer = new Computer(); }
void BuildCpu() { m_pComputer->SetmCpu("i5-6200U"); }
void BuildMainBoard() { m_pComputer->SetMainBoard("Intel DH57DD"); }
void BuildRam() { m_pComputer->SetRam("DDR4"); }
void BuildVideoCard() { m_pComputer->SetVideoCard("NVDIA Geforce 920MX"); }
Computer* GetResult() { return m_pComputer; }
private:
Computer *m_pComputer;
};
// Yoga系列
class YogaBuilder : public IBuilder
{
public:
YogaBuilder() { m_pComputer = new Computer(); }
void BuildCpu() { m_pComputer->SetmCpu("i7-7500U"); }
void BuildMainBoard() { m_pComputer->SetMainBoard("Intel DP55KG"); }
void BuildRam() { m_pComputer->SetRam("DDR5"); }
void BuildVideoCard() { m_pComputer->SetVideoCard("NVDIA Geforce 940MX"); }
Computer* GetResult() { return m_pComputer; }
private:
Computer *m_pComputer;
};
#endif
4、创建指挥者:创建一个 Director 类,让 Create 方法接受一个 IBuilder,然后在内部调用相应的组装函数。
// director.h
#ifndef DIRECTOR_H
#define DIRECTOR_H
#include "builder.h"
// 指挥者
class Director
{
public:
void Create(IBuilder *pBuilder)
{
pBuilder->BuildCpu();
pBuilder->BuildMainBoard();
pBuilder->BuildRam();
pBuilder->BuildVideoCard();
}
};
#endif
5、创建客户端
// main.cpp
#include "concrete_builder.h"
#include "director.h"
#include <string>
#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p) { delete (p); (p) = NULL; } }
#endif
int main()
{
Director *pDirector = new Director();
ThinkPadBuilder *pTPBuilder = new ThinkPadBuilder();
YogaBuilder *pYogaBuilder = new YogaBuilder();
// 组装
pDirector->Create(pTPBuilder);
pDirector->Create(pYogaBuilder);
// 获取组装后电脑
Computer *pThinkPadComputer = pTPBuilder->GetResult();
Computer *pYogaComputer = pYogaBuilder->GetResult();
// 测试输出
cout << "------ThinkPad------" << endl;
cout << "CPU:" << pThinkPadComputer->GetCPU() << endl;
cout << "MainBoard:" << pThinkPadComputer->GetMainBoard() << endl;
cout << "Ram:" << pThinkPadComputer->GetRam() << endl;
cout << "VideoCard:" << pThinkPadComputer->GetVideoCard() << endl;
cout << "------Yoga------" << endl;
cout << "CPU:" << pYogaComputer->GetCPU() << endl;
cout << "MainBoard:" << pYogaComputer->GetMainBoard() << endl;
cout << "Ram:" << pYogaComputer->GetRam() << endl;
cout << "VideoCard:" << pYogaComputer->GetVideoCard() << endl;
SAFE_DELETE(pYogaComputer);
SAFE_DELETE(pThinkPadComputer);
SAFE_DELETE(pYogaBuilder);
SAFE_DELETE(pTPBuilder);
SAFE_DELETE(pDirector);
getchar();
return 0;
}
输出:
—–ThinkPad—–
CPU : i5 - 6200U
Mainboard : Intel DH57DD
Ram : DDR4
VideoCard : NVIDIA Geforce 920MX
—–Yoga—–
CPU : i7 - 7500U
Mainboard : Intel DP55KG
Ram : DDR5
VideoCard : NVIDIA GeForce 940MX
如果需要创建更多的产品,只需要一个 ConcreteBuilder 即可,并且所有的代码都基本相同,客户端还可以使用此模式轻松地创建复杂的产品。
五、优缺点
优点:
1、建造者独立,易扩展。
2、便于控制细节风险。
缺点:
1、产品必须有共同点,范围有限制。
2、如内部变化复杂,会有很多的建造类。