详解C++设计模式编程中建造者模式的实现

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。这是建造者模式的标准表达，不过看着让人迷惑，什么叫构建和表示的分离？一个对象使用构造函数构造之后不就固定了，只有通过它方法来改变它的属性吗？而且还要同样的构建过程搞出不同的表示，怎么可能呢？多写几个构造函数？

其实多写几个构造函数，根据不同参数设置对象不同的属性，也可以达到这样的效果，只是这样就非常麻烦了，每次要增加一种表示就要添加一个构造函数，将来构造函数会多得连自己都不记得了，这违背了开放-封闭的原则。

要不就只能设计几个set函数，每次属性不一样了，我就构造一个对象，然后用set函数改变对象的属性。这样也可以达到效果。只是代码就会非常冗余了，每个要用到这个对象的地方，都要写上好几句语句，一旦对象有点什么变化，还得到处都改一遍，这样就很容易出错，以后别人看着这种神逻辑和神代码估计也会崩溃了。而且这也违背了依赖倒转的原则。

于是大神们就开始想了，不能加很多构造函数，也不能直接用一堆set函数，然后发现，有些对象的构建是固定的几个步骤的，就像一条流水线一样，任何的产品都是通过每一个固定的步骤拼凑出来的。例如说一部手机，先放主板，再放屏幕，再放电池，再放外壳，贴个膜就能卖几千了，每次推出新产品，就换个更好的主板，换个大点的屏幕，再整个大容量电池，贴个超牛B的高透膜，又能卖出个新价钱。就是说，这些步骤都没有变，变的只是每个部分的东西。

这就是大神的厉害之处了，透过现象看本质，基本有变的，有不变的，那敢情好，面向对象的一个重要指导思想就是，封装隔离变化的，留出不变的。于是他们就用一个Builder类把步骤中的每个部分封装起来，这个类的主要作用就是生产每个部件，再抽象一下提升高度，这样就依赖倒转了，这样每次只需要添加一个类，这个类还是这几个部分，只是内部的实现已经不一样了，这样就满足了开放-封闭的原则了。但还是有一个问题，光有Builder类还不行，虽然产品的每个部分都有对应的函数，但是用起来的话，还是跟前面说的set函数一样，一用就要使用一大堆函数，也就是这变的东西是封装起来了，但这不变的东西还没留出来。这时，就添加一个Director类，这个类就是专门规定组装产品的步骤的，这样只要告诉Director使用哪个Builder，就能生产出不同的产品，对于客户端来说，只看到用了Director的一个construct函数，甚是方便。

再反过来看建造者模式的定义，构建指的就是生产一个产品的步骤，表示就是每个产品部分的具体实现，通过Director封装步骤，通过Builder封装产品部分的实现，再把他两隔离开，就能隔离变的，留出不变的供客户端使用。

图中可以看到，Product是必须要知道，没有抽象，但是这个产品却可以由不同的部分组合而成。Director里的construct也是固定，没有抽象出来，如果要更改步骤，也要添加一个函数，或者再添一个Diector，所以建造者模式一般应用于步骤不会发生大的变化，而产品会发生大变化的情况。

常用的场景
C#中的StringBuilder就是一个建造者的例子，但只是一个建造者，还缺一个Director，不能算一个完整的建造者模式。建造者模式一般应用于构建产品的步骤（也可以称为算法）不变，而每个步骤的具体实现又剧烈变化的情况。

优点
1.隔离了构建的步骤和具体的实现，为产品的具体实现提供了灵活度。

2.封装和抽象了每个步骤的实现，实现了依赖倒转原则。

3.封装了具体的步骤，减少了代码的冗余。

缺点
1.要求构建产品的步骤（算法）是不能剧烈变化的，最好是不变的，这样就影响了灵活度。

实例

#include "stdafx.h" 
#include <stdlib.h> 
#include <iostream> 
using namespace std; 
  
//抽象类，用来安排创建人的具体流程，其他类必须遵循这个流程，但是可以自己具体实现 
class CPersonBuilder 
{ 
public: 
 virtual void BuildHead()=0; 
 virtual void BuildBody()=0; 
 virtual void BuildArmLeft()=0; 
 virtual void BuildArmRight()=0; 
 virtual void BuildLegLeft()=0; 
 virtual void BuildLegRight()=0; 
}; 
  
//创建瘦子的类 
class CThinPersonBuilder:public CPersonBuilder 
{ 
public: 
 CThinPersonBuilder() 
 { 
 cout<<"is creating thin person "<<endl<<endl; 
 } 
 ~CThinPersonBuilder() 
 { 
 cout<<"is finished for thin person"<<endl<<endl; 
 } 
public: 
 void BuildHead() 
 { 
 cout<<"BuildHead"<<endl; 
 } 
 void BuildBody() 
 { 
 cout<<"BuildBody(thin)"<<endl; 
 } 
 void BuildArmLeft() 
 { 
 cout<<"BuildArmLeft"<<endl; 
 } 
 void BuildArmRight() 
 { 
 cout<<"BuildArmRight"<<endl; 
 } 
 void BuildLegLeft() 
 { 
 cout<<"BuildLegLeft"<<endl; 
 } 
 void BuildLegRight() 
 { 
 cout<<"BuildLegRight"<<endl; 
 } 
}; 
 //创建胖子的类 
class CFatPersonBuilder:public CPersonBuilder 
{ 
public: 
 CFatPersonBuilder() 
 { 
 cout<<"is creating fat person"<<endl; 
 } 
 ~CFatPersonBuilder() 
 { 
 cout<<"is finished for fat person"<<endl; 
 } 
public: 
 void BuildHead() 
 { 
 cout<<"BuildHead"<<endl; 
 } 
 void BuildBody() 
 { 
 cout<<"BuildBody(Fat)"<<endl; 
 } 
 void BuildArmLeft() 
 { 
 cout<<"BuildArmLeft"<<endl; 
 } 
 void BuildArmRight() 
 { 
 cout<<"BuildArmRight"<<endl; 
 } 
 void BuildLegLeft() 
 { 
 cout<<"BuildLegLeft"<<endl; 
 } 
 void BuildLegRight() 
 { 
 cout<<"BuildLegRight"<<endl; 
 } 
}; 
  
//指挥者类，用来指挥创建的人是瘦子还是胖子 
class CPersonDirector 
{ 
public: 
 CPersonDirector(CPersonBuilder *p) 
 { 
 this->m_p=p; 
 } 
 const void CreatePerson(void) const 
 { 
 m_p->BuildHead(); 
 m_p->BuildBody(); 
 m_p->BuildArmLeft(); 
 m_p->BuildArmRight(); 
 m_p->BuildLegLeft(); 
 m_p->BuildLegRight(); 
 } 
private: 
 CPersonBuilder *m_p; 
}; 
  
  
  
 
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[]) 
{ 
 cout<<"---------建造者模式测试案例------------------------"<<endl<<endl; 
  
 CThinPersonBuilder *p_tp=new CThinPersonBuilder(); 
 CPersonDirector *p_dtp=new CPersonDirector(p_tp); 
 p_dtp->CreatePerson(); 
 delete p_tp; 
 delete p_dtp; 
 p_tp=NULL; 
 p_dtp=NULL; 
 cout<<endl<<endl; 
 
 CFatPersonBuilder *p_fp=new CFatPersonBuilder(); 
 CPersonDirector *p_dfp=new CPersonDirector(p_fp); 
 p_dfp->CreatePerson(); 
 delete p_fp; 
 delete p_dfp; 
 p_fp=NULL; 
 p_dfp=NULL; 
 system("pause"); 
 return 0; 
}