设计模式--建造者模式（Builder Pattern）

news2024/9/28 9:28:50

一、什么是建造者模式

建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，它关注如何按照一定的步骤和规则创建复杂对象。建造者模式的主要目的是将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，从而使同样的构建过程可以创建不同的表示。

在建造者模式中，通常有以下几个核心角色：

产品（Product）：表示要创建的复杂对象。产品类通常包含多个组成部分。
抽象建造者（Abstract Builder）：定义了创建产品各个部分的接口，通常包含一系列抽象方法来构建不同的部分。
具体建造者（Concrete Builder）：实现了抽象建造者接口，负责实际构建产品的各个部分。每个具体建造者可以定义不同的构建步骤和规则，从而创建不同的产品。
指挥者（Director）：负责指导具体建造者构建产品的过程，通常通过一系列步骤来控制构建的顺序和流程。

使用建造者模式可以在构建复杂对象时，将构建逻辑分离出来，使得构建过程更加灵活，易于扩展和维护。这种模式特别适用于需要构建多种不同表示的对象，以及对象的构建过程比较复杂的情况。

与其他创建型模式（如工厂模式）相比，建造者模式更加关注对象的构建过程，而不仅仅是对象的实例化。它允许逐步构建对象的各个部分，从而更好地控制对象的创建和组装。

二、建造者模式的代码样例

以下是一个使用C++实现建造者模式的简单示例：

#include <iostream>
#include <string>

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

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

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

    void show() {
        std::cout << "Product Parts: " << partA << ", " << partB << ", " << partC << std::endl;
    }

private:
    std::string partA;
    std::string partB;
    std::string 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A
class ConcreteBuilderA : public Builder {
public:
    void buildPartA() override {
        product->setPartA("Part A from ConcreteBuilderA");
    }

    void buildPartB() override {
        product->setPartB("Part B from ConcreteBuilderA");
    }

    void buildPartC() override {
        product->setPartC("Part C from ConcreteBuilderA");
    }

    Product* getResult() override {
        return product;
    }

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

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

int main() {
    Director director;

    ConcreteBuilderA builderA;
    director.construct(&builderA);
    Product* productA = builderA.getResult();
    productA->show();

    return 0;
}

在这个示例中，我们定义了一个产品类 Product，一个抽象建造者类 Builder，以及一个具体建造者类 ConcreteBuilderA。还有一个指挥者类 Director，负责调用具体建造者来构建产品。在主函数中，我们创建了一个具体建造者对象 builderA，然后通过指挥者的指导来构建产品，并最终显示产品的部件。

建造者模式允许通过不同的具体建造者来构建不同的产品，以及通过不同的构建步骤来创建不同的产品表示。这种模式将构建过程与产品本身分离，使得创建复杂对象更加灵活和可维护。