设计模式之建造者模式

1. 概述

1.1 思想

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。因而用户就只需要指定需要建造的类型就可以得到需要的对象，而具体的建造过程和细节就不需要知道。

1.2 组件功能

（1）builder：给出一个抽象接口，以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建，并不涉及具体的对象部件的创建。
（2）ConcreteBuild：实现Builder接口，针对不同的商业逻辑，具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后，提供产品的实例。
（3）Director：调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分，在指导者中不涉及具体产品的信息，只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
（4）Product：要创建的复杂对象。

1.3 结构图

2. 编码例子

#pragma once
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <iostream>
#include <string>
#include <vector>

using std::cout;
using std::endl;

//
template<typename type> class Product
{
public:
    Product(){}
    ~Product(){}

public:
    std::vector<type> m_items;

public:
    void ShowProduct()
    {
        for(unsigned int i=0; i<this->m_items.size(); i++)
            cout << this->m_items[i] << endl;
    }
};

//建造者接口基类
template<typename type> class Builder
{
public:
    Builder(){}
    ~Builder(){}

public:
    virtual void Operate1(){}
    virtual void Operate2(){}
    virtual Product<type> GetProduct(){}
};

//实例建造A
template<typename type> class ConcreteBuildA: public Builder<type>
{
public:
    ConcreteBuildA()
    {
        this->m_pProduct = new Product<type>();
        this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type A");
    }
    ~ConcreteBuildA();

public:
    Product<type> *m_pProduct;

public:
    void Operate1() override
    {
        this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type A: Operate process 1");
    }

    void Operate2() override
    {
        this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type A: Operate process 2");
    }
    Product<type> GetProduct() override
    {
        return *this->m_pProduct;
    }
};

template<typename type> ConcreteBuildA<type>::~ConcreteBuildA()
{
    if(nullptr == this->m_pProduct)
    {
        delete this->m_pProduct;
        this->m_pProduct = nullptr;
    }
}

//实例建造B
template<typename type> class ConcreteBuildB: public Builder<type>
{
public:
    ConcreteBuildB()
    {
        this->m_pProduct = new Product<type>();
        this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type B");
    }
    ~ConcreteBuildB()
    {
        if(nullptr == this->m_pProduct)
        {
            delete this->m_pProduct;
            this->m_pProduct = nullptr;
        }
    }

private:
    Product<type> *m_pProduct;

public:
    void Operate1() override;
    void Operate2() override;
    Product<type> GetProduct() override;
};

template<typename type> void ConcreteBuildB<type>::Operate1()
{
    this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type B: Operate process 1");
}

template<typename type> void ConcreteBuildB<type>::Operate2()
{
    this->m_pProduct->m_items.push_back("Product Type B: Operate process 2");
}

template<typename type> Product<type> ConcreteBuildB<type>::GetProduct()
{
    return *this->m_pProduct;
}

//
template<class type> class Director
{
public:
    Director(){}
    ~Director(){}

public:
    void CreateProduct(Builder<type>** p_builder);
};

template<typename type> void Director<type>::CreateProduct(Builder<type>** p_builder)
{
    (*p_builder)->Operate1();
    (*p_builder)->Operate2();
}

int main(int argc, char* argv[])
{
    Director<std::string>* m_pDirector = new Director<std::string>();
    Builder<std::string>* m_pBuilderA= new ConcreteBuildA<std::string>();
    Builder<std::string>* m_pBuilderB= new ConcreteBuildB<std::string>();

    //获得产品A
    m_pDirector->CreateProduct(&m_pBuilderA);
    Product<std::string> m_pro = m_pBuilderA->GetProduct();
    m_pro.ShowProduct();

    //获得产品B
    m_pDirector->CreateProduct(&m_pBuilderB);
    m_pro = m_pBuilderB->GetProduct();
    m_pro.ShowProduct();

    delete m_pBuilderB;
    m_pBuilderB = nullptr;
    delete m_pBuilderA;
    m_pBuilderA = nullptr;
    delete m_pDirector;
    m_pDirector = nullptr;

    return 0;
}

3. 优点和使用场合

3.1 优点

（1）使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
（2）具体的建造者类之间是相互独立的，对系统的扩展非常有利。
（3）由于具体的建造者是独立的，因此可以对建造过程逐步细化，而不对其他的模块产生任何影响。

3.2 适用场合

（1）创建一些复杂的对象时，这些对象的内部组成构件间的建造顺序是稳定的，但是对象的内部组成构件面临着复杂的变化。
（2）要创建的复杂对象的算法，独立于该对象的组成部分，也独立于组成部分的装配方法时。