下面是我自己對建造者模式的理解。具體我還沒在開發中應用過,這只是對於書本的理解。
建造者模式
建造者模式:將一個復雜對象的構建與它的表示分離,使得同樣的構建過程可以創建不同的表示。這是建造者模式的標准表達,不過看着讓人迷惑,什么叫構建和表示的分離?一個對象使用構造函數構造之后不就固定了,只有通過它方法來改變它的屬性嗎?而且還要同樣的構建過程搞出不同的表示,怎么可能呢?多寫幾個構造函數?
其實多寫幾個構造函數,根據不同參數設置對象不同的屬性,也可以達到這樣的效果,只是這樣就非常麻煩了,每次要增加一種表示就要添加一個構造函數,將來構造函數會多得連自己都不記得了,這違背了開放-封閉的原則。
要不就只能設計幾個set函數,每次屬性不一樣了,我就構造一個對象,然后用set函數改變對象的屬性。這樣也可以達到效果。只是代碼就會非常冗余了,每個要用到這個對象的地方,都要寫上好幾句語句,一旦對象有點什么變化,還得到處都改一遍,這樣就很容易出錯,以后別人看着這種神邏輯和神代碼估計也會崩潰了。而且這也違背了依賴倒轉的原則。
於是大神們就開始想了,不能加很多構造函數,也不能直接用一堆set函數,然后發現,有些對象的構建是固定的幾個步驟的,就像一條流水線一樣,任何的產品都是通過每一個固定的步驟拼湊出來的。例如說一部手機,先放主板,再放屏幕,再放電池,再放外殼,貼個膜就能賣幾千了,每次推出新產品,就換個更好的主板,換個大點的屏幕,再整個大容量電池,貼個超牛B的高透膜,又能賣出個新價錢。就是說,這些步驟都沒有變,變的只是每個部分的東西。
這就是大神的厲害之處了,透過現象看本質,基本有變的,有不變的,那敢情好,面向對象的一個重要指導思想就是,封裝隔離變化的,留出不變的。於是他們就用一個Builder類把步驟中的每個部分封裝起來,這個類的主要作用就是生產每個部件,再抽象一下提升高度,這樣就依賴倒轉了,這樣每次只需要添加一個類,這個類還是這幾個部分,只是內部的實現已經不一樣了,這樣就滿足了開放-封閉的原則了。但還是有一個問題,光有Builder類還不行,雖然產品的每個部分都有對應的函數,但是用起來的話,還是跟前面說的set函數一樣,一用就要使用一大堆函數,也就是這變的東西是封裝起來了,但這不變的東西還沒留出來。這時,就添加一個Director類,這個類就是專門規定組裝產品的步驟的,這樣只要告訴Director使用哪個Builder,就能生產出不同的產品,對於客戶端來說,只看到用了Director的一個construct函數,甚是方便。
再反過來看建造者模式的定義,構建指的就是生產一個產品的步驟,表示就是每個產品部分的具體實現,通過Director封裝步驟,通過Builder封裝產品部分的實現,再把他兩隔離開,就能隔離變的,留出不變的供客戶端使用。
圖中可以看到,Product是必須要知道,沒有抽象,但是這個產品卻可以由不同的部分組合而成。Director里的construct也是固定,沒有抽象出來,如果要更改步驟,也要添加一個函數,或者再添一個Diector,所以建造者模式一般應用於步驟不會發生大的變化,而產品會發生大變化的情況。
常用的場景
C#中的StringBuilder就是一個建造者的例子,但只是一個建造者,還缺一個Director,不能算一個完整的建造者模式。建造者模式一般應用於構建產品的步驟(也可以稱為算法)不變,而每個步驟的具體實現又劇烈變化的情況。
優點
1.隔離了構建的步驟和具體的實現,為產品的具體實現提供了靈活度。
2.封裝和抽象了每個步驟的實現,實現了依賴倒轉原則。
3.封裝了具體的步驟,減少了代碼的冗余。
缺點
1.要求構建產品的步驟(算法)是不能劇烈變化的,最好是不變的,這樣就影響了靈活度。
C++實現代碼
Builder.h #ifndef _BUILDER_H_ #define _BUILDER_H_ #include <stdio.h> class Product{ public: Product(); ~Product(); void setPartA(int param); void setPartB(int param); void setPartC(int param); void show(); private: int partA; int partB; int partC; }; class AbstractBuilder{ public: AbstractBuilder(); virtual ~AbstractBuilder(); virtual void createProduct() = 0; virtual void buildPartA(int param) = 0; virtual void buildPartB(int param) = 0; virtual void buildPartC(int param) = 0; virtual Product* getProduct() = 0; }; class Builder: public AbstractBuilder{ public: Builder(); ~Builder(); void createProduct(); void buildPartA(int param); void buildPartB(int param); void buildPartC(int param); Product* getProduct(); private: Product* curProduct; }; #endif
Builder.cpp #include "Builder.h" Product::Product() { } Product::~Product() { } void Product::setPartA(int param) { partA = param; } void Product::setPartB(int param) { partB = param; } void Product::setPartC(int param) { partC = param; } void Product::show() { fprintf(stderr,"partA = %d partB = %d partC = %d\n",partA,partB,partC); } AbstractBuilder::AbstractBuilder() { } AbstractBuilder::~AbstractBuilder() { } Builder::Builder() :curProduct(NULL) { } Builder::~Builder() { } void Builder::createProduct() { fprintf(stderr,"創建一個產品空殼\n"); curProduct = new Product(); } void Builder::buildPartA(int param) { fprintf(stderr,"正在構建產品的A部分\n"); curProduct->setPartA(param); } void Builder::buildPartB(int param) { fprintf(stderr,"正在構建產品的B部分\n"); curProduct->setPartB(param); } void Builder::buildPartC(int param) { fprintf(stderr,"正在構建產品的C部分\n"); curProduct->setPartC(param); } Product* Builder::getProduct() { //我的理解就是產品交出去之后,怎么釋放怎么弄就不歸建造者管了 return curProduct; }
Director.h #ifndef _DIRECTOR_H_ #define _DIRECTOR_H_ #include "Builder.h" class Director { public: Director(AbstractBuilder* builder); ~Director(); void construct(); private: AbstractBuilder* curBuilder; }; #endif
Director.cpp #include "Director.h" Director::Director(AbstractBuilder* builder) { curBuilder = builder; } Director::~Director() { } void Director::construct() { if (!curBuilder) return; curBuilder->createProduct(); curBuilder->buildPartA(1); curBuilder->buildPartB(2); curBuilder->buildPartC(3); }
client.cpp #include "Director.h" int main() { AbstractBuilder* builder = new Builder(); Director* director = new Director(builder); director->construct(); Product* product = builder->getProduct(); product->show(); return 0; }
g++ -o client client.cpp Builder.cpp Director.cpp
運行結果