4.建造者模式
设计模式——建造者模式
一、基本概念
1. 定义
建造者模式（英：Builder Pattern）是一种设计模式，又名：建造模式，是一种对象构建模式。它可以将复杂对象的建造过程抽象出来（抽象类别），使这个抽象过程的不同实现方法可以构造出不同表现（属性）的对象。
2. 优缺点
优点：
- 封装性好，构建和表示分离。
- 扩展性好，各个具体的建造者相互独立，有利于系统的解耦。
- 屏蔽细节，客户端不必知道产品内部组成的细节，建造者可以对创建过程逐步细化，而不对其它模块产生任何影响，便于控制细节风险。
缺点：
- 产品的组成部分必须相同，这限制了其使用范围。
- 如果产品的内部变化复杂，如果产品内部发生变化，则建造者也要同步修改，后期维护成本较大。
3. 结构
建造者（Builder）模式的主要角色如下：
- 产品角色（Product）：它是包含多个组成部件的复杂对象，由具体建造者来创建其各个零部件。
- 抽象建造者（Builder）：它是一个包含创建产品各个子部件的抽象方法的接口，通常还包含一个返回复杂产品的方法
getResult()。 - 具体建造者(Concrete Builder）：实现 Builder 接口，完成复杂产品的各个部件的具体创建方法。
- 指挥者（Director）：它调用建造者对象中的部件构造与装配方法完成复杂对象的创建，在指挥者中不涉及具体产品的信息。
classDiagram
class Product {
+list~string~ parts
+show() void
}
class Builder {
<<abstract>>
+buildPartA() void
+buildPartB() void
+getResult() Product
}
class ConcreteBuilder {
-Product product
+buildPartA() void
+buildPartB() void
+getResult() Product
}
class Director {
-Builder builder
+construct() void
}
Builder <|-- ConcreteBuilder
Director o--> Builder : 聚合
ConcreteBuilder ..> Product : 组装
二、代码实现
产品角色
产品角色包含多个组成部件的复杂对象：
#include <iostream>#include <string>
class Product {private: std::string partA; std::string partB; std::string partC;
public: void setPartA(std::string partA) { this->partA = std::move(partA); }
void setPartB(std::string partB) { this->partB = std::move(partB); }
void setPartC(std::string partC) { this->partC = std::move(partC); }
void show() const { std::cout << "Product{" << "partA='" << partA << '\'' << ", partB='" << partB << '\'' << ", partC='" << partC << '\'' << '}' << std::endl; }};抽象建造者
抽象建造者包含创建产品各个子部件的抽象方法：
class Builder {protected: Product product{}; // 等价于 Java 的 protected Product product = new Product();
public: // 创建各个子部分 virtual void buildPartA() = 0; virtual void buildPartB() = 0; virtual void buildPartC() = 0;
virtual ~Builder() = default;
Product getProduct() const { // 返回产品对象 return product; }};具体建造者
具体建造者实现了抽象建造者接口：
#include <iostream>
class ConcreteBuilder : public Builder {public: void buildPartA() override { std::cout << "建造 PartA..." << std::endl; product.setPartA("PartA"); }
void buildPartB() override { std::cout << "建造 PartB..." << std::endl; product.setPartB("PartB"); }
void buildPartC() override { std::cout << "建造 PartC..." << std::endl; product.setPartC("PartC"); }};指挥者
指挥者会调用建造者中的方法完成复杂对象的创建：
#include <iostream>
class Director {private: Builder* builder;
public: explicit Director(Builder* builder) : builder(builder) {}
Product construct() { std::cout << "开始制造产品..." << std::endl; builder->buildPartA(); builder->buildPartB(); builder->buildPartC(); std::cout << "产品制造完成！" << std::endl; return builder->getProduct(); }};客户类
int main() { ConcreteBuilder builder; Director director(&builder); Product product = director.construct(); product.show(); return 0;}运行结果：
开始制造产品...建造 PartA...建造 PartB...建造 PartC...产品制造完成！Product{partA='PartA', partB='PartB', partC='PartC'}参考：
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