【C++设计模式】4.9-构建器模式(Builder )

构建器模式(Builder

  • 一、 构建器模式(Builder )
    • 1. 模式动机
    • 2. 模式定义
    • 3. 要点总结
  • 三、实现
    • 代码
      • 重构前
      • 类图
      • 重构后

一、 构建器模式(Builder )

1. 模式动机

    在软件系统中,有时候面临着 “一个复杂对象” 的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成。由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化(与Template模式相似),但是将它们组合在一起的算法却相对稳定。
    如何应对这种变化?如何提供一种 “封装机制” 来隔离出 “复杂对象的各个部分” 的变化,从而保持系统中的 “稳定构建算法” 不随着需求改变而改变?

2. 模式定义

    将一个复杂对象的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程(稳定)可以创建不同的表示(变化)。

3. 要点总结

(1)构建器模式主要用于 “分步骤构建一个复杂的对象”,在这其中 “分步骤” 是一个稳定的算法,而复杂对象的各个部分则经常变化。
(2)变化点在哪里、封装哪里——Builder模式主要在于应对 “复杂对象各个部分” 的频繁需求变动。其缺点在于难以应对 “分步骤构建算法” 的需求变动。
(3)在Builder模式中,要注意不同语言中构造器内调用虚函数的差别(如 C#、Java 可以直接在构造器调用虚函数,而C++不能)。C++在父构造函数里调用虚函数是静态绑定,不是动态绑定,会报错,因为子类构造完成前就已经调用了父类构造函数

三、实现

代码

重构前

class House{
public:
	void Init(){
		this->BuildPart1();		//静态绑定,不能放在构造函数里
		for (int i = 0; i < 4; i++){
			this->BuildPart2();
		}
		bool flag = this->BuildPart3();
		if (flag) {
			this->BuildPart4();
		}
		this->BuildPart5();
	}
	virtual ~House(){}
protected:
	virtual void BuildPart1() = 0;
	virtual void BuildPart2() = 0;
	virtual void BuildPart3() = 0;
	virtual void BuildPart4() = 0;
	virtual void BuildPart5() = 0;
};
class StoneHouse : public House{
protected:
	virtual void BuildPart1(){}
	virtual void BuildPart2(){}
	virtual void BuildPart3(){}
	virtual void BuildPart4(){}
	virtual void BuildPart5(){}
};
int main(){
	House* pHouse = new StoneHouse();
	pHouse->Init();
}

类图

    下面是使用了构建器模式的类图及其对应重构后代码中的类图。

【C++设计模式】4.9-构建器模式(Builder )_第1张图片

重构后

class House{
public:
	//...
	virtual ~House(){}
};
class HouseBuilder{
public:
	House* GetResult(){
		return pHouse;
	}
protected:
	House* pHouse;
	virtual void BuildPart1() = 0;
	virtual void BuildPart2() = 0;
	virtual void BuildPart3() = 0;
	virtual void BuildPart4() = 0;
	virtual void BuildPart5() = 0;
};
class HouseDirector{
public:
	HouseBuilder* pHouseBuilder;
	HouseDirector(HouseBuilder* pHouseBuilder){
		this->pHouseBuilder = pHouseBuilder;
	}
	void Construct(){
		pHouseBuilder->BuildPart1();		//静态绑定,不能放在构造函数里
		for (int i = 0; i < 4; i++){
			pHouseBuilder->BuildPart2();
		}
		bool flag = pHouseBuilder->BuildPart3();
		if (flag) {
			pHouseBuilder->BuildPart4();
		}
		pHouseBuilder->BuildPart5();
	}
};
class StoneHouse : public House{
protected:
	virtual void BuildPart1(){
		//pHouse->Part1 = ... 
	}
	virtual void BuildPart2(){}
	virtual void BuildPart3(){}
	virtual void BuildPart4(){}
	virtual void BuildPart5(){}
};
class StoneHouseBuilder : public HouseBuilder{
protected:
	virtual void BuildPart1(){}
	virtual void BuildPart2(){}
	virtual void BuildPart3(){}
	virtual void BuildPart4(){}
	virtual void BuildPart5(){}
};

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