C++设计模式12--建造者模式----创建复杂对象的工程师

建造者(Builder)模式

建造者模式可以将一个产品的内部表象与产品的生成过程分割开来,从而可以使一个建造过程生成具有不同的内部表象的产品对象。

 

对象性质的建造

 

有些情况下,一个对象会有一些重要的性质,在它们没有恰当的值之前,对象不能作为一个完整的产品使用。比如,一个电子邮件有发件人地址、收件人地址、主题、内容、附录等部分,而在最起码的收件人地址未被赋值之前,这个电子邮件不能发出。

 

有些情况下,一个对象的一些性质必须按照某个顺序赋值才有意义。在某个性质没有赋值之前,另一个性质则无法赋值。这些情况使得性质本身的建造涉及到复杂的商业逻辑。

 

这时候,此对象相当于一个有待建造的产品,而对象的这些性质相当于产品的零件,建造产品的过程就是组合零件的过程。由于组合零件的过程很复杂,因此,这些"零件"的组合过程往往被"外部化"到一个称作建造者的对象里,建造者返还给客户端的是一个全部零件都建造完毕的产品对象。

 

 

 

Builder模式的结构:

 

①建造者(Builder)角色: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。一般而言,此接口独立于应用程序的商业逻辑。模式中直接创建产品对象的是具体建造者(ConcreteBuilder)角色。具体建造者类必须实现这个接口所要求的方法:一个是建造方法,另一个是结果返还方法。

 

②具体建造者(Concrete Builder)角色:担任这个角色的是于应用程序紧密相关的类,它们在应用程序调用下创建产品实例。这个角色主要完成的任务包括:

 

③实现Builder角色提供的接口,一步一步完成创建产品实例的过程。

在建造过程完成后,提供产品的实例。

指导者(Director)角色:担任这个角色的类调用具体建造者角色以创建产品对象。导演者并没有产品类的具体知识,真正拥有产品类的具体知识的是具体建造者对象。

 

④产品(Product)角色:产品便是建造中的复杂对象。

 

指导者角色是于客户端打交道的角色。导演者角色将客户端创建产品的请求划分为对各个零件的建造请求,再将这些请求委派给具体建造者角色。具体建造者角色是做具体建造工作的,但却不为客户端所知。

 

 

程序举例:

该程序演示了Builder模式一步一步完成构件复杂产品的过程。用户可以控制生成过程以及生成不同对象。

《大话设计模式》举了一个很好的例子——建造小人,一共需建造6个部分,头部、身体、左右手、左右脚。

与工厂模式不同,建造者模式是在导向者的控制下一步一步构造产品的。建造小人就是在控制下一步步构造出来的。创建者模式可以能更精细的控制构建过程,从而能更精细的控制所得产品的内部结构。

我们要生成不同的小人

// 产品[product]角色
class Person    // 待建造的l人
{
public :
	void SetHead(std::string head)
	{
		this->m_head = head;
	}

	std::string GetHead( )
	{
		return this->m_head;
	}

	void SetBody(std::string body)
	{
		this->m_body = body;
	}

	std::string GetBody( )
	{
		return this->m_body;
	}

	void SetFoot(std::string foot)
	{
		this->m_foot = foot;
	}

	std::string GetFoot( )
	{
		return this->m_foot;
	}

	void ShowPerson( )         // 显示当前的人的信息
	{
		std::cout <<"This is a person has" <<std::endl;
		std::cout <<"HEAD : "<<this->m_head <<", BODY : " <<this->m_body <<", FOOT : " <<this->m_foot <<std::endl;
	}

protected :
    std::string m_head;     // 人的头
    std::string m_body;     // 人的躯体
    std::string m_foot;     // 人的脚
};


不同的小人由不同的建造工程师进行设计

// 建造者[build]角色
class Builder    // 建造者的基类
{
public :
    Builder()             // 无参数的构造函数
    {
        this->m_person = new Person( );
    }

    virtual ~Builder( )      // 析构函数
    {
        delete this->m_person;
    }


    Person*& GetPerson( )            // 获取建造者建造的人对象
    {
        return this->m_person;
    }

    virtual void BuildHead( ) = 0;          // 建造人的头

    virtual void BuildBody( ) = 0;          // 建造人的躯体

    virtual void BuildFoot( ) = 0;          // 建造人的脚

protected :
    Person *m_person;
};

// 胖子的实际建造者-=> 具体建造者[Concrete Builder]
class FatBuilder : public Builder
{
public :
    FatBuilder()             // 无参数的构造函数
    :Builder( )
    {
       // this->m_person = new Person( );
    }

    virtual ~FatBuilder( )      // 析构函数
    {
    }

	void BuildHead( )          // 建造人的头
	{
		this->m_person->SetHead("Fat Head");
		std::cout <<"Build Fat head..." <<std::endl;
	}

	void BuildBody( )         // 建造人的躯体
	{
		this->m_person->SetBody("Fat Body");
		std::cout <<"Build Fat body..." <<std::endl;
	}

	void BuildFoot( )          // 建造人的脚
	{
		this->m_person->SetFoot("Fat Foot");
		std::cout <<"Build Fat foot..." <<std::endl;
	}

};



// 瘦人的实际建造者-=>具体建造者[Concrete Builder]
class ThinBuilder : public Builder
{
public :
    ThinBuilder( )             // 无参数的构造函数
    :Builder( )
    {
       // this->m_person = new Person( );
    }

    virtual ~ThinBuilder( )      // 析构函数
    {
    }
	
	void BuildHead( )          // 建造人的头
	{
		this->m_person->SetHead("Thin Head");
		std::cout <<"Build thin head..." <<std::endl;
	}

	void BuildBody( )         // 建造人的躯体
	{
		this->m_person->SetBody("Thin Body");
		std::cout <<"Build thin body..." <<std::endl;
	}

	void BuildFoot( )          // 建造人的脚
	{
		this->m_person->SetFoot("Thin Foot");
		std::cout <<"Build thin foot..." <<std::endl;
	}

};

我们有一个向导来控制小人的创建,只要告诉它我们需要什么样的小人,向导会自动为我们设计

// 向导
class Director
{
public :
    Director(Builder *builder)          // 向导类构造函数
    {
        this->m_builder = builder;
    }

	void CreatePerson( )
	{	
		this->m_builder->BuildHead( );      // 利用建造者建造人的头
		this->m_builder->BuildBody( );      // 利用建造者建造人的躯体
		this->m_builder->BuildFoot( );      // 利用建造者建造人的脚
	}

protected:
    Builder *m_builder;         //
};

下面看看客户端调用的代码

int main()
{
    std::cout <<"Start create thin person..." <<std::endl;
    ThinBuilder thinBuilder;
    Director thinDirector(&thinBuilder);
    thinDirector.CreatePerson( );
    Person *thinPerson = thinBuilder.GetPerson( );
    thinPerson->ShowPerson( );
    std::cout <<std::endl;


    std::cout <<"Start create fat person..." <<std::endl;
    FatBuilder fatBuilder;
    Director fatDirector(&fatBuilder);
    fatDirector.CreatePerson( );
    Person *fatPerson = fatBuilder.GetPerson( );
    fatPerson->ShowPerson( );
    std::cout <<std::endl;


    return 0;
}


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