11 設計模式_構建器(Builder)

Builder 構建器

動機(Motivation)

• 在軟件系統中，有時候面臨着“一個複雜對象”的創建工作，其通常由各個部分的子對象用一定的算法構成；由於需求的變化，這個複雜對象的各個部分經常面臨着劇烈的變化，但是將它們組合在一起的算法卻相對穩定
• 如何應對這種變化？如何提供一種“封裝機制”來隔離出“複雜對象的各個部分”的變化，從而保持系統中的“穩定構建算法”不隨着需求改變而改變

模式定義

• 將一個複雜對象的構建與其表示相分離，使得同樣的構建過程(穩定)可以創建不同的表示(變化)。

舉個例子

相當於策略方法和工廠方法結合起來。

//主體基類
class House{
    //....
};
工廠基類
劇烈的變化,將構建對象時的變化抽象出來(BuildPart1 ~ BuildPart5)
class HouseBuilder {
public:
    House* GetResult(){
        return pHouse; //執行完相應的構建步驟後返回構建完成的對象
    }
    virtual ~HouseBuilder(){}
protected:
	基類(抽象)指針
    House* pHouse;
	virtual void BuildPart1()=0;
    virtual void BuildPart2()=0;
    virtual void BuildPart3()=0;
    virtual void BuildPart4()=0;
    virtual void BuildPart5()=0;
};

主體子類
class StoneHouse: public House{
};

工廠方法子類
class StoneHouseBuilder: public HouseBuilder{
	對主體子類初始化
	StoneHouseBuilder(House* house) :pHouse(house)
	{
	}
protected:

    virtual void BuildPart1(){
    	//執行對應子類的構建方法。
        pHouse->Part1 = ...;
    }
    virtual void BuildPart2(){   
    }
    virtual void BuildPart3(){   
    }
    virtual void BuildPart4(){ 
    }
    virtual void BuildPart5(){   
    }  
};

同樣的構建過程(穩定的部分)
class HouseDirector{
public:
	基類(抽象)指針
    HouseBuilder* pHouseBuilder;
   
    對主體子類的構建器實例化
    HouseDirector(HouseBuilder* pHouseBuilder){
        this->pHouseBuilder=pHouseBuilder;
    }
    
    House* Construct(){      
    	執行相應的構建步驟1
        pHouseBuilder->BuildPart1();
        
        for (int i = 0; i < 4; i++){
        	執行相應的構建步驟2
            pHouseBuilder->BuildPart2();
        }
        執行相應的構建步驟3
        bool flag=pHouseBuilder->BuildPart3();
        
        if(flag){
        	執行相應的構建步驟4
            pHouseBuilder->BuildPart4();
        }
        執行相應的構建步驟5
        pHouseBuilder->BuildPart5();
        
        返回構建完成的對象
        return pHouseBuilder->GetResult();返回構建完成的對象
    }
};

結構(Structure)

• 紅色框內爲穩定的部分
  • Director爲穩定的構建過程類
    • 組合了一個工廠方法的基類 Builder
    • 穩定的構建過程 Builder ->BuildPart1 ~ Builder->BuildPart5
  • Builder爲工廠方法的基類
    • 組合了一個產品基類的指針 *Product
• 藍色框內爲變化的部分
  • 具體子類的構建方法 ,override基類Builder的BuildPart1 ~ BuildPart5
    

要點總結

• Builder 模式主要用於“分步驟構建一個複雜的對象”。在這其中“分步驟”是一個穩定的算法，而複雜對象的各個部分則經常變化
• 變化點在哪裏，封裝哪裏—— Builder模式主要在於應對“複雜對象各個部分”的頻繁需求變動。其缺點在於難以應對“分步驟構建算法”的需求變動
• 在Builder模式中，要注意不同語言中構造器內調用虛函數的差別