（一）创建型设计模式：3、建造者模式（Builder Pattern）

news2025/2/28 4:12:15

1、建造者模式含义

2、建造者模式的讲解

3、使用C++实现建造者模式的实例

4、建造者模式的优缺点

5、建造者模式VS工厂模式

1、建造者模式含义

The intent of the Builder design pattern is to separate the construction of a complex object from its representation. By doing so the same construction process can create different representations.

将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

其实上面这句话本身是有点晦涩难懂，后面在网上看到有人这样说，便留下深刻的印象：

当一个类的构造函数参数个数超过4个，而且这些参数有些是可选的参数，考虑使用构造者模式。

这个解释也可以理解为应用场景，当我们单纯懂得设计模式怎么实现并不重要，重要的是要知道适用于什么场景，这个就得靠一些经验和思考了。

2、建造者模式的讲解

从上面的UML可以看出，建造者模式涉及到以下四个角色的概念：

（1）抽象建造者角色：提供一个接口，规范产品对象的建造，一般由子类实现。一般来说，产品的组成部分数与建造方法数相同，即有多少组成部分，就有多少个建造方法。

（2）具体建造者角色：该角色实现了抽象建造者抽象建造者接口，主要是实现所有声明的方法以及返回建造好的产品实例。

（3）导演者角色：负责调用具体建造者按照顺序建造产品。导演者只负责调度，真正执行的是具体建造者角色。

（4）产品角色：该角色是建造的复杂对象，提供基本方法。

3、使用C++实现建造者模式的实例


#include <iostream>
#include <string>

// 产品类
class Product {
public:
    void setPartA(const std::string& partA) {
        m_partA = partA;
    }

    void setPartB(const std::string& partB) {
        m_partB = partB;
    }

    void setPartC(const std::string& partC) {
        m_partC = partC;
    }

    void show() const {
        std::cout << "Product Parts: " << m_partA << ", " << m_partB << ", " << m_partC << std::endl;
    }

private:
    std::string m_partA;
    std::string m_partB;
    std::string m_partC;
};

// 抽象建造者类
class Builder {
public:
    virtual void buildPartA() = 0;
    virtual void buildPartB() = 0;
    virtual void buildPartC() = 0;
    virtual Product* getResult() = 0;
};

// 具体建造者类
class ConcreteBuilder : public Builder {
public:
    void buildPartA() override {
        m_product->setPartA("Part A");
    }

    void buildPartB() override {
        m_product->setPartB("Part B");
    }

    void buildPartC() override {
        m_product->setPartC("Part C");
    }

    Product* getResult() override {
        return m_product;
    }

private:
    Product* m_product = new Product();
};

// 指挥者类
class Director {
public:
    void construct(Builder* builder) {
        builder->buildPartA();
        builder->buildPartB();
        builder->buildPartC();
    }
};

int main() {
    Director director;
    ConcreteBuilder builder;

    director.construct(&builder);
    Product* product = builder.getResult();
    product->show();

    delete product;

    return 0;
}

在上述示例中，我们定义了一个产品类（Product），它有三个部分（Part A、Part B、Part C）。然后，我们定义了一个抽象建造者类（Builder），其中包含了构建产品各个部分的纯虚函数。接着，我们实现了具体的建造者类（ConcreteBuilder），它实现了抽象建造者类的纯虚函数，并负责构建产品对象。最后，我们定义了一个指挥者类（Director），它负责调用建造者的方法来构建产品。

在主函数中，我们创建了一个具体的建造者对象，并将其传递给指挥者对象。指挥者根据具体的建造者对象来构建产品，最终得到一个完整的产品对象。我们可以通过产品对象的show()方法来展示产品的各个部分。

这就是一个简单的建造者模式的C++源码示例