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C++設(shè)計模式之建造者模式

 更新時間：2014年09月30日 14:46:01   作者：果凍想  
這篇文章主要介紹了C++設(shè)計模式之建造者模式,一個復(fù)雜對象是由多個部件組成的,建造者模式是把復(fù)雜對象的創(chuàng)建和部件的創(chuàng)建分別開來,分別用Builder類和Director類來表示,需要的朋友可以參考下

建造者模式

在GOF的《設(shè)計模式 可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》中是這樣說的：將一個復(fù)雜對象的構(gòu)建與它的表示分離，使得同樣的構(gòu)建過程可以創(chuàng)建不同的表示。

這句話，似懂非懂的。一個復(fù)雜對象的創(chuàng)建，其通常是由很多的子對象構(gòu)成；如果一個對象能夠直接就創(chuàng)建好了，那么也不會稱之為復(fù)雜對象。由于項目中需求的變化，這個復(fù)雜對象的各個部分經(jīng)常會發(fā)生劇烈的變化，但是，不管怎么變化，將它們組合在一起，組成一個復(fù)雜的對象的事實是不會變的。建造者模式就提供了一種“封裝機(jī)制”來將各個對象的變化隔離開，最終，組合成復(fù)雜對象的過程是不會變的。

在《大話設(shè)計模式》一書中，例舉了一個很好的例子————建造小人。建造一個小人，要分為六步：頭部、身體、左手、右手、左腳和右腳。與抽象工廠模式不同的是，建造者模式是在Director的控制下一步一步的構(gòu)造出來的，在建造的過程中，建造者模式可以進(jìn)行更精細(xì)的控制。不管人的頭部、身體、左手、右手、左腳或者右腳如何變化，但是最終還是由這幾部分組合在一起形成一個人，雖然是同一個建造過程，但是這個人就會有不同的表示，比如，胖子，瘦子，個高的，個低的等等。

UML圖

類圖如下：

時序圖如下：

代碼實現(xiàn)

復(fù)制代碼 代碼如下:

/*
** FileName     : BuilderPattern
** Author       : Jelly Young
** Date         : 2013/11/22
** Description  : More information, please go to http://www.dbjr.com.cn
*/
 
#include <iostream>
using namespace std;
 
typedef enum MANTYPETag
{
    kFatMan,
    kThinMan,
    kNormal
}MANTYPE;
 
class Man
{
public:
    void SetHead(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void SetBody(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void SetLeftHand(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void SetRightHand(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void SetLeftFoot(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void SetRightFoot(MANTYPE type){ m_Type = type; }
    void ShowMan()
    {
        switch (m_Type)
        {
        case kFatMan:
            cout<<"I'm a fat man"<<endl;
            return;
 
        case kThinMan:
            cout<<"I'm a thin man"<<endl;
            return;
 
        default:
            cout<<"I'm a normal man"<<endl;
            return;
        }
    }
 
private:
    MANTYPE m_Type;
};
 
// Builder
class Builder
{
public:
    virtual void BuildHead(){}
    virtual void BuildBody(){}
    virtual void BuildLeftHand(){}
    virtual void BuildRightHand(){}
    virtual void BuildLeftFoot(){}
    virtual void BuildRightFoot(){}
    virtual Man *GetMan(){ return NULL; }
};
 
// FatManBuilder
class FatManBuilder : public Builder
{
public:
    FatManBuilder(){ m_FatMan = new Man(); }
    void BuildHead(){ m_FatMan->SetHead(kFatMan); }
    void BuildBody(){ m_FatMan->SetBody(kFatMan); }
    void BuildLeftHand(){ m_FatMan->SetLeftHand(kFatMan); }
    void BuildRightHand(){ m_FatMan->SetRightHand(kFatMan); }
    void BuildLeftFoot(){ m_FatMan->SetLeftFoot(kFatMan); }
    void BuildRightFoot(){ m_FatMan->SetRightFoot(kFatMan); }
    Man *GetMan(){ return m_FatMan; }
 
private:
    Man *m_FatMan;
};
 
// ThisManBuilder
class ThinManBuilder : public Builder
{
public:
    ThinManBuilder(){ m_ThinMan = new Man(); }
    void BuildHead(){ m_ThinMan->SetHead(kThinMan); }
    void BuildBody(){ m_ThinMan->SetBody(kThinMan); }
    void BuildLeftHand(){ m_ThinMan->SetLeftHand(kThinMan); }
    void BuildRightHand(){ m_ThinMan->SetRightHand(kThinMan); }
    void BuildLeftFoot(){ m_ThinMan->SetLeftFoot(kThinMan); }
    void BuildRightFoot(){ m_ThinMan->SetRightFoot(kThinMan); }
    Man *GetMan(){ return m_ThinMan; }
 
private:
    Man *m_ThinMan;
};
 
// Director
class Director
{
public:
    Director(Builder *builder) { m_Builder = builder; }
    void CreateMan();
 
private:
    Builder *m_Builder;
};
 
void Director::CreateMan()
{
    m_Builder->BuildHead();
    m_Builder->BuildBody();
    m_Builder->BuildLeftHand();
    m_Builder->BuildRightHand();
    m_Builder->BuildLeftHand();
    m_Builder->BuildRightHand();
}
 
int main(int argc, char *argv[])
{
    Builder *builderObj = new FatManBuilder();
    Director directorObj(builderObj);
    directorObj.CreateMan();
    Man *manObj = builderObj->GetMan();
    if (manObj == NULL)
        return 0;
 
    manObj->ShowMan();
    delete builderObj;
    builderObj = NULL;
 
    return 0;
};

上面這個例子比較雜，但是也是建造者模式的應(yīng)用。下面這個例子是建造者最一般，最簡單的實現(xiàn)方法：

復(fù)制代碼 代碼如下:

/*
** FileName     : BuilderPattern
** Author       : Jelly Young
** Date         : 2013/11/23
** Description  : More information, please go to http://www.dbjr.com.cn
*/
 
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
 
class Builder;
 
// Product
class Product
{
public:
    void AddPart(const char *info) { m_PartInfoVec.push_back(info); }
    void ShowProduct()
    {
        for (std::vector<const char *>::iterator item = m_PartInfoVec.begin();
            item != m_PartInfoVec.end(); ++item)
        {
            cout<<*item<<endl;
        }
    }
 
private:
    std::vector<const char *> m_PartInfoVec;
};
 
// Builder
class Builder
{
public:
    virtual void BuildPartA() {}
    virtual void BuildPartB() {}
    virtual Product *GetProduct() { return NULL; }
};
 
// ConcreteBuilder
class ConcreteBuilder : public Builder
{
public:
    ConcreteBuilder() { m_Product = new Product(); }
    void BuildPartA()
    {
        m_Product->AddPart("PartA completed");
    }
 
    void BuildPartB()
    {
        m_Product->AddPart("PartB completed");
    }
 
    Product *GetProduct() { return m_Product; }
 
private:
    Product *m_Product;
};
 
// Director
class Director
{
public:
    Director(Builder *builder) { m_Builder = builder; }
    void CreateProduct()
    {
        m_Builder->BuildPartA();
        m_Builder->BuildPartB();
    }
 
private:
    Builder *m_Builder;
};
 
// main
int main()
{
    Builder *builderObj = new ConcreteBuilder();
    Director directorObj(builderObj);
    directorObj.CreateProduct();
    Product *productObj = builderObj->GetProduct();
    if (productObj == NULL)
    {
        return 0;
    }
    productObj->ShowProduct();
    delete builderObj;
    builderObj = NULL;
}

通過比較上面的兩個例子，可以很容易的把建造者模式的骨架抽象出來。

使用要點(diǎn)

1.建造者模式生成的對象有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將分步驟的去構(gòu)建一個復(fù)雜的對象，分多少步是確定的，而每一步的實現(xiàn)是不同的，可能經(jīng)常發(fā)生變化；

2.在上面的例子中，我們都看到了最終生成的Man和Product都沒有抽象類，這又導(dǎo)出建造者適用的一種情況，當(dāng)需要創(chuàng)建復(fù)雜對象的過程中，復(fù)雜對象沒有多少共同的特點(diǎn)，很難抽象出來時，而復(fù)雜對象的組裝又有一定的相似點(diǎn)時，建造者模式就可以發(fā)揮出作用。簡單的說，可能使用了建造者模式，最終建造的對象可能沒有多大的關(guān)系，關(guān)于這一點(diǎn)，閱讀《設(shè)計模式 可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》中的建造者模式時是最有體會的。

總結(jié)

一個復(fù)雜對象是由多個部件組成的，建造者模式是把復(fù)雜對象的創(chuàng)建和部件的創(chuàng)建分別開來，分別用Builder類和Director類來表示。用Director構(gòu)建最后的復(fù)雜對象，而在上面Builder接口中封裝的是如何創(chuàng)建一個個部件（復(fù)雜對象是由這些部件組成的），也就是說，Director負(fù)責(zé)如何將部件最后組裝成產(chǎn)品。這樣建造者模式就讓設(shè)計和實現(xiàn)解耦了。

剛開始接觸建造者模式的時候，最容易把建造者和抽象工廠模式混淆了。由于而這都屬于創(chuàng)建型的設(shè)計模式，所以二者之間是有公共點(diǎn)的，但是建造者模式注重于對象組合，即不同的小對象組成一個整體的復(fù)雜大對象，而抽象工廠模式針對于接口編程，只是對外提供創(chuàng)建對象的工廠接口，不負(fù)責(zé)對象之后的處理。

建造者模式，是一個比較復(fù)雜，不容易權(quán)衡的設(shè)計模式。大家應(yīng)該更多的閱讀開源代碼，理解他人是如何使用該模式的。從實際的應(yīng)用中學(xué)習(xí)設(shè)計模式。

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