【C++】—— 建造者模式

目录

（一）概念详解

（二）代码详解

（三）建造者优缺点详解

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（一）概念详解

建造者模式是⼀种创建型设计模式，使⽤多个简单的对象⼀步⼀步构建成⼀个复杂的对象，能够将⼀个复杂的对象的构建与它的表⽰分离，提供⼀种创建对象的最佳⽅式。主要⽤于解决对象的构建过于复杂的问题。
 

建造者模式主要基于四个核心类实现：

• 抽象产品类：定义需要被构建的复杂对象。它包含了被构建对象的各个部分
• 具体产品类：⼀个具体的产品对象类
• 抽象Builder类：创建⼀个产品对象所需的各个部件的抽象接⼝
• 具体产品的Builder类：实现抽象接⼝，构建各个部件
• 指挥者Director类：统⼀组建过程，提供给调⽤者使⽤，通过指挥者来构造产品

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（二）代码详解

场景:

• 电脑由很多配件组成，例如最重要的显示器，主机，操作系统等因素。这种场景就很适合使用建造者模式

抽象电脑类:

class Computer {
public:
    using ptr = std::shared_ptr<Computer>;
    Computer() {}
    void setBoard(const std::string &board) {_board = board;}
    void setDisplay(const std::string &display) {_display = display;}
    virtual void setOs() = 0;
    std::string toString() {
        std::string computer = "Computer:{\n";
        computer += "\tboard=" + _board + ",\n";
        computer += "\tdisplay=" + _display + ",\n";
        computer += "\tOs=" + _os + ",\n";
        computer += "}\n";
        return computer;
    }
protected:
    std::string _board;
    std::string _display;
    std::string _os;
};

具体产品类:

class MacBook : public Computer {
public:
    using ptr = std::shared_ptr<MacBook>;
    MacBook() {}
    virtual void setOs() {
        _os = "Max Os X12";
    }
};

抽象建造者类：包含创建⼀个产品对象的各个部件的抽象接口

class Builder {
public:
    using ptr = std::shared_ptr<Builder>;
    virtual void buildBoard(const std::string &board) = 0;
    virtual void buildDisplay(const std::string &display) = 0;
    virtual void buildOs() = 0;
    virtual Computer::ptr build() = 0;
};

具体产品的具体建造者类：实现抽象接⼝，构建和组装各个部件

class MacBookBuilder : public Builder {
public:
    using ptr = std::shared_ptr<MacBookBuilder>;
    MacBookBuilder(): _computer(new MacBook()) {}
    virtual void buildBoard(const std::string &board) {
        _computer->setBoard(board);
    }
    virtual void buildDisplay(const std::string &display) {
        _computer->setDisplay(display);
    }
    virtual void buildOs() {
        _computer->setOs();
    }
    virtual Computer::ptr build() {
        return _computer;
    }
private:
    Computer::ptr _computer;
};

指挥者类，提供给调⽤者使⽤，通过指挥者来构造复杂产品

class Director {
public:
    Director(Builder* builder):_builder(builder){}
    void construct(const std::string &board, const std::string &display) {
        _builder->buildBoard(board);
        _builder->buildDisplay(display);
        _builder->buildOs();
    }
private:
    Builder::ptr _builder;
};

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（三）建造者优缺点详解

建造者模式是一种在创建复杂对象时使用的设计模式，它具有以下优点和缺点：

优点：

1. 分离构建过程和表示：建造者模式可以将一个复杂对象的构建过程与其最终表示分离，使得同样的构建过程可以创建不同的表示。

2. 更好的控制构建过程：通过指挥者(Director)来统一组织构建过程，客户端无需关心构建细节，只需通过指挥者来获取构建好的产品。

3. 更好的灵活性：可以根据需要动态改变产品的内部表示，只需要更换具体建造者类即可。

4. 便于扩展：添加新的具体建造者类和修改指挥者类都比较容易，符合开闭原则。

缺点：

1. 增加代码量：引入了指挥者类、具体建造者类等额外的类，会增加代码量。

2. 过于灵活：虽然灵活性是优点之一，但有时过度的灵活性也会导致系统变得过于复杂。

总的来说，建造者模式适合于构建复杂对象、构建过程需要灵活控制的场景，能够提供更好的灵活性和可维护性。在选择使用建造者模式时，需要根据具体的需求和系统设计来权衡其优缺点。