Builder(建造者)设计模式

Builder设计模式通过抽象建造过程来构建复杂对象,实现组装过程与创建部件的解耦,提供良好的封装性和扩展性。文章简要介绍概念、模式结构,并探讨其优缺点,指出Builder模式在应对构建步骤变化时的局限性。

声明:本博文篇幅短,适合快速回顾、朝花夕拾,不适合入门详解。

一、概念

      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。

二、模式结构图

      

三、例子

class Food
{
private:
	PartA * _a;
	PartB * _b;
public:
	void setPartA(const PartA * p);
	void setPartB(const PartB * p);
};

class FoodBuilder
{
public:
	virtual ~Builder();
	
	virtual void BuilderPartA() = 0;
	virtual void BuilderPartB() = 0;
	virtual Food getFood() = 0;
protected:
	Builder();
};

class ConcreteFoodBuilder : public FoodBuilder
{
private:
	Food * _food;
public:
	void BuilderPartA()
	{
		_food->setPartA(new PartA());
	}
	void BuilderPartB()
	{
		_food->setPartB(new PartB());
	}
	Food * getFood()
	{
		BuilderPartA();
		BuilderPartB();
		return _food;
	}
};

class CashierDirector
{
public:
	CashierDirector(FoodBuilder * fb)
	{
		_fb = fb;
	}
	void construct()
	{
		_fb->BuilderPartA();
		_fb->BuilderPartB();
	}
private:
	FoodBuilder * _fb;
};

void main()
{
	FoodBuilder * foodB = new ConcreteFoodBuilder();
	CashierDirector * cd = new CashierDirector(foodB);
	cd->construct();
	Food * fd = foodB->getFood();
}

 

四、优缺点

       1、优点

            a、Builder模式的封装性好,易扩展

            b、解耦了组装过程和创建具体部件,使得我们不用去关心每个部件是如何组装的

       2、缺点

            a、对于分步骤构建的算法需求的变化难以应付

            b、当增加新的产品的一个细节需要修改Builder,违背了“开闭原则”。

### Builder建造者设计模式详解 建造者模式是一种创建型设计模式,其核心在于将复杂对象的构建与其表示分离,使得相同的构建过程可以创建不同的表示[^3]。 #### 模式的结构与实现 在建造者模式中,存在几个主要角色: - **产品(Product)**:这是要被构建的对象。通常是一个复杂的对象,可能有多个组成部分。 - **抽象建造者(Builder)**:定义了一个接口用于创建产品的各个部分。这个接口不涉及具体的组装逻辑[^4]。 - **具体建造者(ConcreteBuilder)**:实现了`Builder`接口的具体类,提供了不同版本的产品组件构造方法,并负责收集这些部件最终形成完整的产品实例。 - **指挥者(Director)**:调用具体建造者的相应操作来逐步完成产品的装配工作;它并不依赖于任何特定类型的建造者或产品,因此可以在不知道细节的情况下指导整个制造流程[^1]。 ```cpp // 抽象建造者 class Builder { public: virtual ~Builder() {} virtual void BuildPartA() = 0; virtual void BuildPartB() = 0; virtual Product* GetProduct() const = 0; }; // 具体建造者 class ConcreteBuilder : public Builder { private: Product* product_; public: ConcreteBuilder(); ~ConcreteBuilder(); void BuildPartA() override; // 实现一部分构建逻辑 void BuildPartB() override; // 实现另一部分构建逻辑 Product* GetProduct() const override; }; ``` #### 应用场景 当遇到如下情况时适合采用建造者模式: - 当一个类拥有太多参数组合形式,导致难以管理各种配置选项; - 对象内部状态非常复杂,初始化过程中需要经过多步设置才能达到有效状态; - 构建算法应该独立于所生成的部分对象之外,即希望解耦合构建过程和最终结果之间的关系[^2]。 通过上述描述可以看出,在处理具有高度定制化需求且构造步骤繁杂的对象时,使用建造者模式能够极大地简化代码维护难度并提高灵活性。
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