C++ 全栈知识体系

创建型 - 生成器(Builder)

生成器模式(Builder pattern) : 封装一个对象的构造过程，并允许按步骤构造。

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抛砖引玉

生活中有着很多的 Builder 的例子， 大学生活就是一个 Builder 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）。

Builder 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），我们要将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。

Builder 模式典型的结构图为：

Builder 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）。

代码实现

#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_
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#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();
}
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#ifndef _DIRECTOR_H_
#define _DIRECTOR_H_
class Builder;
class Director
{
public:
    Director(Builder *bld);
    ~Director();
    void Construct();

protected:
private:
    Builder *_bld;
};
#endif //~_DIRECTOR_H_
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#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");
}
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#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_
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#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;
}
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#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;
}
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[root@VM-16-6-centos Builder]# ./BuilderTest
Step1:Build PartA... user-defined
Step1:Build PartB... user-defined
Step1:Build PartC... user-defined
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代码说明

Builder 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。

讨论

Builder 模式和 AbstractFactory 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： Builder 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 Builder 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， AbstractFactory 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。

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