建造者模式

      在GOF的《设计模式 可复用面向对象软件的基础》中是这样说的：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。

     这句话，似懂非懂的。一个复杂对象的创建，其通常是由很多的子对象构成；如果一个对象能够直接就创建好了，那么也不会称之为复杂对象。由于项目中需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常会发生剧烈的变化，但是，不管怎么变化，将它们组合在一起，组成一个复杂的对象的事实是不会变的。建造者模式就提供了一种“封装机制”来将各个对象的变化隔离开，最终，组合成复杂对象的过程是不会变的。

     在《大话设计模式》一书中，例举了一个很好的例子————建造小人。建造一个小人，要分为六步：头部、身体、左手、右手、左脚和右脚。与抽象工厂模式不同的是，建造者模式是在Director的控制下一步一步的构造出来的，在建造的过程中，建造者模式可以进行更精细的控制。不管人的头部、身体、左手、右手、左脚或者右脚如何变化，但是最终还是由这几部分组合在一起形成一个人，虽然是同一个建造过程，但是这个人就会有不同的表示，比如，胖子，瘦子，个高的，个低的等等。

UML图

类图如下：

时序图如下：

代码实现

/****************************************************** \file BuilderPatternDemo.cpp* \date 2016/07/24 15:57* \author ranjiewen* \contact: ranjiewen@outlook.com *****************************************************/#include
     
      using namespace  std;typedef enum MANTYPETag{    kFatMan,    kThinMa,    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!";            break;        case kThinMa:            cout << "I'm a thin man!";            break;        default:            cout << "I'm a normal man!";            break;        }    }private:    MANTYPE    m_Type;};class Builder{public:    virtual void buildHead() = 0;    virtual void buildBody() = 0;    virtual void buildLeftHand() = 0;    virtual void buildRightHand() = 0;    virtual void buildLeftFoot() = 0;    virtual void buildRightFoot() = 0;    virtual Man* getMan() = 0;};class FatBuilder :public Builder{public:    FatBuilder() { 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;};class ThinBuilder :public Builder{private:    Man* m_ThinMan;    ThinBuilder(){ m_ThinMan = new Man(); }    void buildHead(){ m_ThinMan->SetHead(kThinMa); }    void buildBody(){ m_ThinMan->SetBody(kThinMa); }    void buildLeftHand(){m_ThinMan->SetLeftHand(kThinMa); }    void buildRightHand(){ m_ThinMan->SetRightHand(kThinMa); }    void buildLeftFoot(){ m_ThinMan->SetLeftFoot(kThinMa); }    void buildRightFoot(){ m_ThinMan->SetRightFoot(kThinMa); }    Man* getMan(){ return m_ThinMan; }};class Director{private:    Builder* m_Builder;public:    Director(Builder *builder):m_Builder(builder){}    void CreateMan();};void Director::CreateMan(){    m_Builder->buildHead();    m_Builder->buildBody();    m_Builder->buildLeftHand();    m_Builder->buildRightHand();    m_Builder->buildLeftFoot();    m_Builder->buildRightFoot();}int main(){    Builder* builderObj = new FatBuilder();    Director directorObj(builderObj);    directorObj.CreateMan();    Man* manObj = builderObj->getMan();    if (manObj!=nullptr)    {        manObj->ShowMan();    }    delete manObj;    manObj = nullptr;    delete builderObj;    builderObj = nullptr;    return 0;}
     

上面这个例子比较杂，但是也是建造者模式的应用。下面这个例子是建造者最一般，最简单的实现方法：

#include 
     
      #include 
      
       using namespace std;class Builder;// Productclass Product{public:    void AddPart(const char *info) { m_PartInfoVec.push_back(info); }    void ShowProduct()    {        for (std::vector
       
        ::iterator item = m_PartInfoVec.begin();             item != m_PartInfoVec.end(); ++item)        {            cout<<*item<
        
          m_PartInfoVec;};// Builderclass Builder{public:    virtual void BuildPartA() {}    virtual void BuildPartB() {}    virtual Product *GetProduct() { return NULL; }};// ConcreteBuilderclass 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;};// Directorclass Director{public:    Director(Builder *builder) { m_Builder = builder; }    void CreateProduct()    {        m_Builder->BuildPartA();        m_Builder->BuildPartB();    }private:    Builder *m_Builder;};// mainint main(){    Builder *builderObj = new ConcreteBuilder();    Director directorObj(builderObj);    directorObj.CreateProduct();    Product *productObj = builderObj->GetProduct();    if (productObj == NULL)    {        return 0;    }    productObj->ShowProduct();        delete productObj;        productObj = NULL; // 谢谢宾零同学的review    delete builderObj;    builderObj = NULL;}
        
       
      
     

使用要点

1. 建造者模式生成的对象有复杂的内部结构，将分步骤的去构建一个复杂的对象，分多少步是确定的，而每一步的实现是不同的，可能经常发生变化；
2. 在上面的例子中，我们都看到了最终生成的Man和Product都没有抽象类，这又导出建造者适用的一种情况，当需要创建复杂对象的过程中，复杂对象没有多少共同的特点，很难抽象出来时，而复杂对象的组装又有一定的相似点时，建造者模式就可以发挥出作用。简单的说，可能使用了建造者模式，最终建造的对象可能没有多大的关系，关于这一点，阅读《设计模式 可复用面向对象软件的基础》中的建造者模式时是最有体会的。

总结

     一个复杂对象是由多个部件组成的，建造者模式是把复杂对象的创建和部件的创建分别开来，分别用Builder类和Director类来表示。用Director构建最后的复杂对象，而在上面Builder接口中封装的是如何创建一个个部件（复杂对象是由这些部件组成的），也就是说，Director负责如何将部件最后组装成产品。这样建造者模式就让设计和实现解耦了。

     刚开始接触建造者模式的时候，最容易把建造者和抽象工厂模式混淆了。由于而这都属于创建型的设计模式，所以二者之间是有公共点的，但是建造者模式注重于对象组合，即不同的小对象组成一个整体的复杂大对象，而抽象工厂模式针对于接口编程，只是对外提供创建对象的工厂接口，不负责对象之后的处理。

     建造者模式，是一个比较复杂，不容易权衡的设计模式。大家应该更多的阅读开源代码，理解他人是如何使用该模式的。从实际的应用中学习设计模式。