C++设计模式----建造者模式

由遇到的问题引出建造者模式

生活中有着很多的建造者的例子，个人觉得大学生活就是一个建造者模式的最好体验：
要完成大学教育，一般将大学教育过程分成 4 个学期进行，因此没有学习可以看作是构建完整大学教育的一个部分构建过程，每个人经过这 4 年的（4 个阶段）构建过程得到的最后的结果不一样，因为可能在四个阶段的构建中引入了很多的参数（每个人的机会和际遇不完全相同）。

建造者模式要解决的也正是这样的问题：当我们要创建的对象很复杂的时候（通常是由很多其他的对象组合而成），我们要要复杂对象的创建过程和这个对象的表示（展示）分离开来，这样做的好处就是通过一步步的进行复杂对象的构建，由于在每一步的构造过程中可以引入参数，使得经过相同的步骤创建最后得到的对象的展示不一样。

模式选择

建造者模式的典型结构图为：



图 2-1：建造者Pattern 结构图

建造者模式的关键是其中的 Director 对象并不直接返回对象，而是通过一步步（BuildPartA，BuildPartB，BuildPartC）来一步步进行对象的创建。当然这里 Director 可以提供一个默认的返回对象的接口（即返回通用的复杂对象的创建，即不指定或者特定唯一指定
BuildPart 中的参数）。

建造者模式的实现

完整代码示例（code）：建造者模式的实现很简单，这里为了方便初学者的学习和参考，将给出完整的实现代码（所有代码采用 C++实现，并在 VC 6.0 下测试运行）。

代码片断 1：Product.h

//Product.h
#ifndef _PRODUCT_H_
#define _PRODUCT_H_
class Product{
public:
Product();
~Product();
void ProducePart();
protected:
private:
};
class ProductPart{
public:
ProductPart();
~ProductPart();
ProductPart* BuildPart();
protected:
private:
};
#endif //~_PRODUCT_H_

代码片断 2：Product.cpp

//Product.cpp
#include "Product.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Product::Product(){
ProducePart();
cout<<"return a product"<<endl;
}
Product::~Product(){
}
void Product::ProducePart(){
cout<<"build part of product.."<<endl;
}
ProductPart::ProductPart(){
//cout<<"build productpart.."<<endl;
}
ProductPart::~ProductPart(){
}
ProductPart* ProductPart::BuildPart(){
return new ProductPart;
}

代码片断 3：Builder.h

//Builder.h
#ifndef _BUILDER_H_
#define _BUILDER_H_
#include <string>
using namespace std;
class Product;
class Builder{
public:
virtual ~Builder();
virtual void BuildPartA(const string& buildPara) = 0;
virtual void BuildPartB(const string& buildPara) = 0;
virtual void BuildPartC(const string& buildPara) = 0;
virtual Product* GetProduct() = 0;
protected:
Builder();
private:
};

class ConcreteBuilder:public Builder{
public:
ConcreteBuilder();
~ConcreteBuilder();
void BuildPartA(const string& buildPara);
void BuildPartB(const string& buildPara);
void BuildPartC(const string& buildPara);
Product* GetProduct();
protected:
private:
};
#endif //~_BUILDER_H_

代码片断 4：Builder.cpp

//Builder.cpp
#include "Builder.h"
#include "Product.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Builder::Builder(){
}
Builder::~Builder(){
}
ConcreteBuilder::ConcreteBuilder(){
}
ConcreteBuilder::~ConcreteBuilder(){
}
void ConcreteBuilder::BuildPartA(const string& buildPara){
cout<<"Step1:Build PartA..."<<buildPara<<endl;
}
void ConcreteBuilder::BuildPartB(const string& buildPara){
cout<<"Step1:Build PartB..."<<buildPara<<endl;
}
void ConcreteBuilder::BuildPartC(const string& buildPara){
cout<<"Step1:Build PartC..."<<buildPara<<endl;
}
Product* ConcreteBuilder::GetProduct(){
BuildPartA("pre-defined");
BuildPartB("pre-defined");
BuildPartC("pre-defined");
return new Product();
}

代码片断 5：Director.h

//Director.h
#ifndef _DIRECTOR_H_
#define _DIRECTOR_H_
class Builder;
class Director{
public:
Director(Builder* bld);
~Director();
void Construct();
protected:
private:
Builder* _bld;
};

#endif //~_DIRECTOR_H_

代码片断 6：Director.cpp

//Director.cpp
#include "director.h"
#include "Builder.h"
Director::Director(Builder* bld){
_bld = bld;
}
Director::~Director(){
}
void Director::Construct(){
_bld->BuildPartA("user-defined");
_bld->BuildPartB("user-defined");
_bld->BuildPartC("user-defined");
}

代码片断 7：main.cpp

//main.cpp
#include "Builder.h"
#include "Product.h"
#include "Director.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[]){
Director* d = new Director(new ConcreteBuilder());
d->Construct();
return 0;
}

代码说明：建造者模式的示例代码中，BuildPart
的参数是通过客户程序员传入的，这里为了简单说明问题，使用"user-defined"代替，实际的可能是在 Construct 方法中传入这 3 个参数，这样就可以得到不同的细微差别的复杂对象了。

关于建造者模式的讨论

GoF 在《设计模式》一书中给出的关于建造者模式的意图是非常容易理解、间接的：
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（在示例代码中可以通过传入不同的参数实现这一点）。

建造者模式和抽象工厂模式在功能上很相似，因为都是用来创建大的复杂的对象，它们的区别是：建造者模式强调的是一步步创建对象，并通过相同的创建过程可以获得不同的结果对象，一般来说建造者模式中对象不是直接返回的。而在 AbstractFactory 模式中对象是直接返回的，抽象工厂模式强调的是为创建多个相互依赖的对象提供一个同一的接口。