(一)概念详解
建造者模式是⼀种创建型设计模式,使⽤多个简单的对象⼀步⼀步构建成⼀个复杂的对象,能够将⼀个复杂的对象的构建与它的表⽰分离,提供⼀种创建对象的最佳⽅式。主要⽤于解决对象的构建过于复杂的问题。
建造者模式主要基于四个核心类实现:
- 抽象产品类:定义需要被构建的复杂对象。它包含了被构建对象的各个部分
- 具体产品类:⼀个具体的产品对象类
- 抽象Builder类:创建⼀个产品对象所需的各个部件的抽象接⼝
- 具体产品的Builder类:实现抽象接⼝,构建各个部件
- 指挥者Director类:统⼀组建过程,提供给调⽤者使⽤,通过指挥者来构造产品
(二)代码详解
场景:
- 电脑由很多配件组成,例如最重要的显示器,主机,操作系统等因素。这种场景就很适合使用建造者模式
抽象电脑类:
class Computer { public: using ptr = std::shared_ptr<Computer>; Computer() {} void setBoard(const std::string &board) {_board = board;} void setDisplay(const std::string &display) {_display = display;} virtual void setOs() = 0; std::string toString() { std::string computer = "Computer:{\n"; computer += "\tboard=" + _board + ",\n"; computer += "\tdisplay=" + _display + ",\n"; computer += "\tOs=" + _os + ",\n"; computer += "}\n"; return computer; } protected: std::string _board; std::string _display; std::string _os; };
具体产品类:
class MacBook : public Computer { public: using ptr = std::shared_ptr<MacBook>; MacBook() {} virtual void setOs() { _os = "Max Os X12"; } };
抽象建造者类:包含创建⼀个产品对象的各个部件的抽象接口
class Builder { public: using ptr = std::shared_ptr<Builder>; virtual void buildBoard(const std::string &board) = 0; virtual void buildDisplay(const std::string &display) = 0; virtual void buildOs() = 0; virtual Computer::ptr build() = 0; };
具体产品的具体建造者类:实现抽象接⼝,构建和组装各个部件
class MacBookBuilder : public Builder { public: using ptr = std::shared_ptr<MacBookBuilder>; MacBookBuilder(): _computer(new MacBook()) {} virtual void buildBoard(const std::string &board) { _computer->setBoard(board); } virtual void buildDisplay(const std::string &display) { _computer->setDisplay(display); } virtual void buildOs() { _computer->setOs(); } virtual Computer::ptr build() { return _computer; } private: Computer::ptr _computer; };
指挥者类,提供给调⽤者使⽤,通过指挥者来构造复杂产品
class Director { public: Director(Builder* builder):_builder(builder){} void construct(const std::string &board, const std::string &display) { _builder->buildBoard(board); _builder->buildDisplay(display); _builder->buildOs(); } private: Builder::ptr _builder; };
(三)建造者优缺点详解
建造者模式是一种在创建复杂对象时使用的设计模式,它具有以下优点和缺点:
优点:
- 分离构建过程和表示:建造者模式可以将一个复杂对象的构建过程与其最终表示分离,使得同样的构建过程可以创建不同的表示。
- 更好的控制构建过程:通过指挥者(Director)来统一组织构建过程,客户端无需关心构建细节,只需通过指挥者来获取构建好的产品。
- 更好的灵活性:可以根据需要动态改变产品的内部表示,只需要更换具体建造者类即可。
- 便于扩展:添加新的具体建造者类和修改指挥者类都比较容易,符合开闭原则。
缺点:
- 增加代码量:引入了指挥者类、具体建造者类等额外的类,会增加代码量。
- 过于灵活:虽然灵活性是优点之一,但有时过度的灵活性也会导致系统变得过于复杂。
总的来说,建造者模式适合于构建复杂对象、构建过程需要灵活控制的场景,能够提供更好的灵活性和可维护性。在选择使用建造者模式时,需要根据具体的需求和系统设计来权衡其优缺点。