188 lines
6.2 KiB
Markdown
188 lines
6.2 KiB
Markdown
<!--
|
||
* @Description:
|
||
* @version:
|
||
* @Author: 莫邪
|
||
* @Date: 2023-10-10 12:00:18
|
||
* @LastEditors: 莫邪
|
||
* @LastEditTime: 2023-10-10 12:00:19
|
||
-->
|
||
# 建造者模式
|
||
|
||
**Builder模式,** 中文翻译为**建造者模式**或者**构建者模式,** 也有人叫它**生成器模式.** 也是比较常用的创建型设计模式.
|
||
|
||
本身代码的原理和实现掌握起来不难, 难点在于他的应用场景.
|
||
|
||
下面可以围绕这两个问题进行了解
|
||
|
||
1. 既然可以直接用构造函数 或者使用set函数设置参数进行构建对象, 为什么还需要使用建造者进行对象的构建
|
||
2. 建造者模式和工厂模式都可以创建对象，那它们两个的区别在哪里
|
||
|
||
## 介绍
|
||
|
||
建造者模式将包含多个部件的对象的构建过程进行剥离, 客户只需要给出他需要的部件类型, 不用关心如何构建, 以及构建的细节.
|
||
|
||
比如你,我都需要造一间房子, 造房子的过程无非是从打地基, 筑墙, 装修等过程, 但是最后你, 我期望的房子的风格肯定是不一样的, 最终建造的房子肯定呈现不同风格.
|
||
|
||
## 问题1. 为什么使用建造者
|
||
|
||
平常开发中, 最常用new 构造出一个对象.
|
||
|
||
假设 这里有个一个类 House
|
||
|
||
```cpp
|
||
#define DEFAULT_ROOF "default roof"
|
||
#define DEFAULT_WALL "default wall"
|
||
#define DEFAULT_FLOOR "default floor"
|
||
class House {
|
||
private:
|
||
std::string roof_;
|
||
std::string wall_;
|
||
std::string floor_;
|
||
public:
|
||
House(std::string roof, std::string wall, std::string floor) {
|
||
if (roof.empty()) {
|
||
roof = DEFAULT_ROOF;
|
||
}
|
||
if (wall.empty()) {
|
||
wall = DEFAULT_WALL;
|
||
}
|
||
if (floor.empty()) {
|
||
floor = DEFAULT_FLOOR;
|
||
}
|
||
roof_ = roof;
|
||
wall_ = wall;
|
||
floor_ = floor;
|
||
}
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
给空字符串表示使用默认风格的装饰. 现在只有三个选项, 但如果需要增加其他的装修什么吊灯, 沙发啥的… 参数逐渐增多，变成了8个、10个，甚至更多. 如果继续沿用现在的风格, 构造函数只会变得更长, 可读性和易用性就会变差.
|
||
|
||
这个时候就会想到定义set变量的函数, 你需要用哪个就自己设这个变量
|
||
|
||
```cpp
|
||
#define DEFAULT_ROOF "default roof"
|
||
#define DEFAULT_WALL "default wall"
|
||
#define DEFAULT_FLOOR "default floor"
|
||
|
||
class House {
|
||
private:
|
||
std::string roof_;
|
||
std::string wall_;
|
||
std::string floor_;
|
||
public:
|
||
House() {}
|
||
void setRoof(std::string roof) { roof_ = roof;}
|
||
void setWall(std::string wall) { wall_ = wall;}
|
||
void setFloor(std::string floor) { floor_ = floor;}
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
到现在仍未使用 建造者模式, 但可以再想下以下场景是否能够适配
|
||
|
||
1. 假设有一些必填项, 比如大小, 空间, 占地, 门牌… 这些需要放到构造函数中强制填入, 那参数列表又会很长. 但如果使用set 函数, 没地方进行校验.
|
||
2. 假设大小, 占地这些参数有关联和约束, 也没有地方进行校验.
|
||
3. 假设房子造完了, 我不期望他的属性进行修改, 那就不能暴露他的 set函数
|
||
|
||
这时候可以使用建造者
|
||
|
||
我们可以把校验逻辑放置到Builder类中，先创建建造者，并且通过set()方法设置建造者的变量值，然后在使用build()方法真正创建对象之前，做集中的校验，校验通过之后才会创建对象。
|
||
|
||
当然我们也可以将Builder类设计成独立的非内部类
|
||
|
||
以下代码隐藏了 house的set 函数, 并在House::Builder::build中进行了校验
|
||
|
||
```cpp
|
||
#define DEFAULT_ROOF "default roof"
|
||
#define DEFAULT_WALL "default wall"
|
||
#define DEFAULT_FLOOR "default floor"
|
||
|
||
class House {
|
||
private:
|
||
std::string roof_;
|
||
std::string wall_;
|
||
std::string floor_;
|
||
House() {}
|
||
void setRoof(std::string roof) { roof_ = roof;}
|
||
void setWall(std::string wall) { wall_ = wall;}
|
||
void setFloor(std::string floor) { floor_ = floor;}
|
||
public:
|
||
void print() {
|
||
std::cout << "roof : " << roof_ << std::endl;
|
||
std::cout << "wall : " << wall_ << std::endl;
|
||
std::cout << "floor : " << floor_ << std::endl;
|
||
}
|
||
class Builder {
|
||
private:
|
||
std::string roof_;
|
||
std::string wall_;
|
||
std::string floor_;
|
||
public:
|
||
Builder() {}
|
||
~Builder() {}
|
||
void setRoof(std::string roof) { roof_ = roof; }
|
||
void setWall(std::string wall) { wall_ = wall; }
|
||
void setFloor(std::string floor) { floor_ = floor; }
|
||
House* build() {
|
||
if (roof_.empty()) {
|
||
roof_ = DEFAULT_ROOF;
|
||
}
|
||
if (wall_.empty()) {
|
||
wall_ = DEFAULT_WALL;
|
||
}
|
||
if (floor_.empty()) {
|
||
floor_ = DEFAULT_FLOOR;
|
||
}
|
||
House *house_ = new House();
|
||
house_->setRoof(roof_);
|
||
house_->setWall(wall_);
|
||
house_->setFloor(floor_);
|
||
return house_;
|
||
}
|
||
};
|
||
};
|
||
```
|
||
|
||
客户使用方式
|
||
|
||
```cpp
|
||
int main() {
|
||
House::Builder builder;
|
||
builder.setFloor("red floor");
|
||
auto* house = builder.build();
|
||
house->print();
|
||
return 0;
|
||
}
|
||
```
|
||
|
||
效果
|
||
|
||
```cpp
|
||
./bin/design/Builder
|
||
roof : default roof
|
||
wall : default wall
|
||
floor : red floor
|
||
```
|
||
|
||
## 问题2. 与工厂模式有何区别？
|
||
|
||
工厂模式是用来创建不同但是相关类型的对象, 由给定的参数来决定创建哪种类型的对象. 建造者模式是用来创建一种类型的复杂对象, 通过设置不同的可选参数, “定制化”地创建不同的对象.
|
||
|
||
网上有一个经典的例子很好地解释了两者的区别.
|
||
|
||
顾客走进一家餐馆点餐, 我们利用工厂模式, 根据用户不同的选择, 来制作不同的食物, 比如披萨、汉堡、沙拉. 对于披萨来说, 用户又有各种配料可以定制, 比如奶酪、西红柿、起司，我们通过建造者模式根据用户选择的不同配料来制作披萨.
|
||
|
||
## 优点
|
||
|
||
1. 将构建过程进行剥离, 客户无需关心建造的细节. 使用同样的建造过程创建不同风格的对象.
|
||
2. 如果将建造者放到类外实现, 可以实现多个建造者建造不同风格的house, 这些建造者相互独立, 无依赖.
|
||
|
||
## 缺点
|
||
|
||
1. 创建的产品一般具有较多的共同点, 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。
|
||
|
||
### 适用
|
||
|
||
- 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。 |