DesignPattern/04.BuilderPattern/04.BuilderPattern.md

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建一栋房子总共分几步?建造者模式告诉你答案!

“把大象装冰箱,总共分几步?”
“三步。第一步,打开冰箱门;第二步,把大象装进冰箱;第三步,把冰箱门关上。”

Jungle活了这20多年全靠这个笑话活着 把大象装冰箱竟然只需要三步那到底是怎么把大象装进冰箱呢你问我我问谁再说我也不关心这个呀这……来点实际的吧如果Jungle要建一栋房子总共分几步本文的建造者模式将声情并茂地向您娓娓道来……

1.建造者模式简介

建造者模式将客户端与包含多个部件的复杂对象的创建过程分离客户端不必知道复杂对象的内部组成方式与装配方式就好像Jungle不知道到底是如何把大象装进冰箱一样只需知道所需建造者的类型即可。

建造者模式定义:

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。

同样的构建过程可以创建不同的表示”??这句话是什么意思呢?想象一下,建造一栋房子,建造过程无非都是打地基、筑墙、安装门窗等过程,但不同的客户可能希望不同的风格或者过程,最终建造出来的房子当然就呈现不同的风格啦!

2.建造者模式结构

建造者模式的结构包含以下几个角色:

  • 抽象建造者AbstractBuilder创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口
  • 具体建造者ConcreteBuilder实现AbstractBuilder的接口实现各个部件的具体构造方法和装配方法并返回创建结果。
  • 产品Product:具体的产品对象
  • 指挥者Director 构建一个使用Builder接口的对象安排复杂对象的构建过程客户端一般只需要与Director交互指定建造者类型然后通过构造函数或者setter方法将具体建造者对象传入Director。它主要作用是:隔离客户与对象的生产过程,并负责控制产品对象的生产过程。

建造者模式UML类图如下
![avatar](https://github.com/FengJungle/DesignPattern/blob/master/04.BuilderPattern/1.Picture/%E5%BB%BA%E9%80%A0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8FUML%E5%9B%BE.png

3.建造者模式代码实例

考虑这样一个场景,如下图:
![avatar](https://github.com/FengJungle/DesignPattern/blob/master/04.BuilderPattern/1.Picture/%E5%BB%BA%E9%80%A0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8F%E5%AE%9E%E4%BE%8B%E5%9B%BE.png

Jungle想要建造一栋简易的房子地板、墙和天花板两个工程师带着各自的方案找上门来直接给Jungle看方案和效果图。
犹豫再三Jungle最终选定了一位工程师……交房之日Jungle满意的看着建好的房子
开始思考:这房子究竟是怎么建成的呢?这地板、墙和天花板是怎么建造的呢?
工程师笑着说“It's none of your business”

UML图如下
![avatar](https://github.com/FengJungle/DesignPattern/blob/master/04.BuilderPattern/1.Picture/%E5%BB%BA%E9%80%A0%E8%80%85%E6%A8%A1%E5%BC%8FUML%E5%AE%9E%E4%BE%8B%E5%9B%BE.png

3.1.定义产品类House

//产品类House
class House
{
public:
	House(){}
	void setFloor(string iFloor){
		this->floor = iFloor;
	}
	void setWall(string iWall){
		this->wall = iWall;
	}
	void setRoof(string iRoof){
		this->roof = iRoof;
	}
	//打印House信息
	void printfHouseInfo(){
		printf("Floor:%s\t\n", this->floor.c_str());
		printf("Wall:%s\t\n", this->wall.c_str());
		printf("Roof:%s\t\n", this->roof.c_str());
	}
private:
	string floor;
	string wall;
	string roof;
};

House是本实例中的产品具有floor、wall和roof三个属性。

3.2.定义建造者

3.2.1.定义抽象建造者AbstractBuilder

//抽象建造者AbstractBall
class AbstractBuilder
{
public:
    AbstractBuilder(){
        house = new House();
    }
    virtual ~AbstractBuilder(){}
    //抽象方法:
    virtual void buildFloor() = 0;
    virtual void buildWall() = 0;
    virtual void buildRoof() = 0;
    virtual House *getHouse() = 0;

    House *house;
};

3.2.2.定义具体建造者

//具体建造者ConcreteBuilderA
class ConcreteBuilderA :public AbstractBuilder
{
public:
	ConcreteBuilderA(){
		printf("ConcreteBuilderA\n");
	}
	//具体实现方法
	void buildFloor(){
		this->house->setFloor("Floor_A");
	}
	void buildWall(){
		this->house->setWall("Wall_A");
	}
	void buildRoof(){
		this->house->setRoof("Roof_A");
	}
	House *getHouse(){
		return this->house;
	}
};
 
//具体建造者ConcreteBuilderB
class ConcreteBuilderB :public AbstractBuilder
{
public:
	ConcreteBuilderB(){
		printf("ConcreteBuilderB\n");
	}
	//具体实现方法
	void buildFloor(){
		this->house->setFloor("Floor_B");
	}
	void buildWall(){
		this->house->setWall("Wall_B");
	}
	void buildRoof(){
		this->house->setRoof("Roof_B");
	}
	House *getHouse(){
		return this->house;
	}
};

3.3.定义指挥者

//指挥者Director
class Director
{
public:
    Director(){}
    //具体实现方法
    void setBuilder(AbstractBuilder *iBuilder){
        this->builder = iBuilder;
    }
    //封装组装流程,返回建造结果
    House *construct(){
        builder->buildFloor();
        builder->buildWall();
        builder->buildRoof();
        return builder->getHouse();
    }
private:
	AbstractBuilder *builder;
};

3.4.客户端代码示例

#include "BuilderPattern.h"
 
int main()
{
    //抽象建造者
    AbstractBuilder *builder;
    //指挥者
    Director *director = new Director();
    //产品House
    House *house;

    //指定具体建造者A
    builder = new ConcreteBuilderA();
    director->setBuilder(builder);
    house = director->construct();
    house->printfHouseInfo();
    delete builder;
    builder = nullptr;
    delete house;
    house = nullptr;

    //指定具体建造者B
    builder = new ConcreteBuilderB();
    director->setBuilder(builder);
    house = director->construct();
    house->printfHouseInfo();
    delete builder;
    builder = nullptr;
    delete house;
    house = nullptr;

    delete director;
    director = nullptr;

    system("pause");
    return 0;
}

3.5.效果

ConcreteBuilderA
Floor:Floor_A
Wall:Wall_A
Roof:Roof_A
ConcreteBuilderB
Floor:Floor_B
Wall:Wall_B
Roof:Roof_B

4.建造者模式总结

从客户端代码可以看到客户端只需指定具体建造者并作为参数传递给指挥者通过指挥者即可得到结果。客户端无需关心House的建造方法和具体流程。如果要更换建造风格只需更换具体建造者即可不同建造者之间并无任何关联方便替换。从代码优化角度来看其实可以不需要指挥者Director的角色而直接把construct方法放入具体建造者当中。

优点:

  • 建造者模式中,客户端不需要知道产品内部组成细节,将产品本身和产品的创建过程分离,使同样的创建过程可以创建不同的产品对象;
  • 不同建造者相互独立,并无任何挂链,方便替换。

缺点:

  • 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点,其组成部分相似,如果产品之间的差异性很大,则不适合使用建造者模式,因此其使用范围受到一定的限制。
  • 如果产品的内部变化复杂,可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化,导致系统变得很庞大

适用环境:

  • 需要生成的产品对象有复杂的内部结构(通常包含多个成员变量);
  • 产品对象内部属性有一定的生成顺序;
  • 同一个创建流程适用于多种不同的产品。