建一栋房子总共分几步？建造者模式告诉你答案！
“把大象装冰箱，总共分几步？”
“三步。第1步，打开冰箱门；第2步，把大象装进冰箱；第3步，关上冰箱门。”
活了这20多年，全靠这个笑话活着！把大象装冰箱竟然只需要三步？那到底是怎么把大象装进冰箱呢？你问我，我问谁？再说，我也不关心这个！这……来点实际的吧，如果要建一栋房子，总共分几步？本文的建造者模式将声情并茂地向您娓娓道来……
建造者模式简介
建造者模式将客户端与包含多个部件的复杂对象的创建过程分离，客户端不必知道复杂对象的内部组成方式与装配方式（就好像Jungle不知道到底是如何把大象装进冰箱一样），只需知道所需建造者的类型即可。
建造者模式： 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。
“同样的构建过程可以创建不同的表示”？？这句话是什么意思呢？想象一下，建造一栋房子，建造过程无非都是打地基、筑墙、安装门窗等过程，但不同的客户可能希望不同的风格或者过程，最终建造出来的房子当然就呈现不同的风格！
建造者模式结构
建造者模式UML类图如下，包含以下几个角色：
- 抽象建造者（AbstractBuilder）：创建一个Product对象的各个部件指定的抽象接口；
- 具体建造者（ConcreteBuilder）：实现AbstractBuilder的接口，实现各个部件的具体构造方法和装配方法，并返回创建结果。
- 产品（Product）：具体的产品对象
- 指挥者（Director）：构建一个使用Builder接口的对象，安排复杂对象的构建过程，客户端一般只需要与Director交互，指定建造者类型，然后通过构造函数或者setter方法将具体建造者对象传入Director。它主要作用是：隔离客户与对象的生产过程，并负责控制产品对象的生产过程。
实例
考虑这样一个场景，如下图：
Jungle想要建造一栋简易的房子（地板、墙和天花板），两个工程师带着各自的方案找上门来，直接给Jungle看方案和效果图。犹豫再三，Jungle最终选定了一位工程师……交房之日，Jungle满意的看着建好的房子，开始思考：这房子究竟是怎么建成的呢？这地板、墙和天花板是怎么建造的呢？工程师笑着说：“It's none of your business”
UML图如下：
定义产品类House
House是本实例中的产品，具有floor、wall和roof三个属性。
//产品类House
class House
{
public:
House(){}
void setFloor(string iFloor){
this->floor = iFloor;
}
void setWall(string iWall){
this->wall = iWall;
}
void setRoof(string iRoof){
this->roof = iRoof;
}
//打印House信息
void printfHouseInfo(){
printf("Floor:%s\t\n", this->floor.c_str());
printf("Wall:%s\t\n", this->wall.c_str());
printf("Roof:%s\t\n", this->roof.c_str());
}
private:
string floor;
string wall;
string roof;
};定义抽象建造者AbstractBuilder
//抽象建造者AbstractBall
class AbstractBuilder
{
public:
AbstractBuilder(){
house = new House();
}
//抽象方法：
virtual void buildFloor() = 0;
virtual void buildWall() = 0;
virtual void buildRoof() = 0;
virtual House *getHouse() = 0;
House *house;
};定义具体建造者
//具体建造者ConcreteBuilderA
class ConcreteBuilderA :public AbstractBuilder
{
public:
ConcreteBuilderA(){
printf("ConcreteBuilderA\n");
}
//具体实现方法
void buildFloor(){
this->house->setFloor("Floor_A");
}
void buildWall(){
this->house->setWall("Wall_A");
}
void buildRoof(){
this->house->setRoof("Roof_A");
}
House *getHouse(){
return this->house;
}
};
//具体建造者ConcreteBuilderB
class ConcreteBuilderB :public AbstractBuilder
{
public:
ConcreteBuilderB(){
printf("ConcreteBuilderB\n");
}
//具体实现方法
void buildFloor(){
this->house->setFloor("Floor_B");
}
void buildWall(){
this->house->setWall("Wall_B");
}
void buildRoof(){
this->house->setRoof("Roof_B");
}
House *getHouse(){
return this->house;
}
};定义指挥者
//指挥者Director
class Director
{
public:
Director(){}
//具体实现方法
void setBuilder(AbstractBuilder *iBuilder){
this->builder = iBuilder;
}
//封装组装流程，返回建造结果
House *construct(){
builder->buildFloor();
builder->buildWall();
builder->buildRoof();
return builder->getHouse();
}
private:
AbstractBuilder *builder;
};客户端代码示例
#include "BuilderPattern.h"
int main()
{
//抽象建造者
AbstractBuilder *builder;
//指挥者
Director *director = new Director();
//产品：House
House *house;
//指定具体建造者A
builder = new ConcreteBuilderA();
director->setBuilder(builder);
house = director->construct();
house->printfHouseInfo();
//指定具体建造者B
builder = new ConcreteBuilderB();
director->setBuilder(builder);
house = director->construct();
house->printfHouseInfo();
system("pause");
return 0;
}效果
总结
从客户端代码可以看到，客户端只需指定具体建造者，并作为参数传递给指挥者，通过指挥者即可得到结果。客户端无需关心House的建造方法和具体流程。如果要更换建造风格，只需更换具体建造者即可，不同建造者之间并无任何关联，方便替换。从代码优化角度来看，其实可以不需要指挥者Director的角色，而直接把construct方法放入具体建造者当中。
优点：
- 建造者模式中，客户端不需要知道产品内部组成细节，将产品本身和产品的创建过程分离，使同样的创建过程可以创建不同的产品对象；
- 不同建造者相互独立，并无任何挂链，方便替换。
缺点：
- 建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，其组成部分相似，如果产品之间的差异性很大，则不适合使用建造者模式，因此其使用范围受到一定的限制。
- 如果产品的内部变化复杂，可能会导致需要定义很多具体建造者类来实现这种变化，导致系统变得很庞大
适用环境：
- 需要生成的产品对象有复杂的内部结构（通常包含多个成员变量）；
- 产品对象内部属性有一定的生成顺序；
- 同一个创建流程适用于多种不同的产品。
·END·
腾讯云开发者
