一个人活到70岁以上,都会经历这样的几个阶段:婴儿,少年,青年,中年,老年。并且每个人在各个阶段肯定是不一样的呀,我觉得可以说世界上不存在两个人在人生的这5个阶段的生活完全一样,但是活到70岁以上的人,都经历了这几个阶段是肯定的。实际上这是一个比较经典的建造者模式的例子了。
1.初识建造者模式
建造者模式实际上是常用的设计模式。顾名思义,builder的意思是建造者或者建筑工人,谈到建造自然会想到楼房。楼房是千差万别的,楼房的外形、层数、内部房间的数量、房间的装饰等等都不一样,但是对于建造者来说,抽象出来的建筑流程是确定的,往往建筑一座楼房包括下面的步骤:(1)打桩,建立基础(2)建立框架等。建造者模式的本质和建造楼房是一致的:即流程不变,但每个流程实现的具体细节则是经常变化的。建造者模式的好处就是保证了流程不会变化,流程即不会增加、也不会遗漏或者产生流程次序错误,这是非常重要的。我们熟知的楼歪歪事件,官方的解释就是由于先建立楼房后,再建设停车场造成的,这是典型的建造次序错乱。(看来这些人儿不知道建造者模式啊!!!)
我生活的地方有一个菜叫“锅包肉”。基本每个餐馆都有,但是每个餐馆的味道都不一样,原因是什么呢?因为这道菜的作法没有形成标准呗!每个人的作法都不一样,所以味道就不一样了。这实际上通过“建造者模式”让每个馆子的“锅包肉”都一样。同样的KFC做出来的东西,不论是全国哪家店做出来就都一个味,因为KFC内部有很严格的规定,做巨无霸有做巨无霸的流程,必须严格遵守,这样做出来的东西当然一致了。KFC就是采用了建造者模式!!
说了这么多,到底什么是建造者模式呢?这么神奇。看看GoF怎么说。
建造者模式:是将一个复杂的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。
建造者模式通常包括下面几个角色:
1. builder:给出一个抽象接口,以规范产品对象的各个组成成分的建造。这个接口规定要实现复杂对象的哪些部分的创建,并不涉及具体的对象部件的创建。
2. ConcreteBuilder:实现Builder接口,针对不同的商业逻辑,具体化复杂对象的各部分的创建。 在建造过程完成后,提供产品的实例。
3. Director:调用具体建造者来创建复杂对象的各个部分,在指导者中不涉及具体产品的信息,只负责保证对象各部分完整创建或按某种顺序创建。
4. Product:要创建的复杂对象。
按照惯例,还是给出建造者模式的结构图
2.一个建造者模式例子实现
不妨就实现《大话设计模式》上的建造小人的例子吧!!在游戏开发中建造小人是经常的事了,要求是:小人必须包括,头,身体,手和脚。现在系统要包括的分为胖人和瘦人。写出建造者模式的代码如下:
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
//Product类
class Product
{
vector<string> parts;
public:
void Add(const string part)
{
parts.push_back(part);
}
void Show()const
{
for(int i = 0 ; i < parts.size() ; i++)
{
cout<<parts[i]<<endl;
}
}
};
//抽象builder类
class Builder
{
public:
virtual void BuildHead() = 0;
virtual void BuildBody() = 0;
virtual void BuildHand() = 0;
virtual void BuildFeet() = 0;
virtual Product GetResult() = 0;
};
//具体胖人创建类
class FatPersonBuilder :public Builder
{
private:
Product product;
public:
virtual void BuildHead()
{
product.Add("胖人头");//创建瘦人的头
}
virtual void BuildBody()
{
product.Add("胖人身体");//创建瘦人的身体
}
virtual void BuildHand()
{
product.Add("胖人手");//创建瘦人的手
}
virtual void BuildFeet()
{
product.Add("胖人脚");//创建瘦人的脚
}
virtual Product GetResult()
{
return product;
}
};
//具体瘦人人创建类
class ThinPersonBuilder :public Builder
{
private:
Product product;
public:
virtual void BuildHead()
{
product.Add("瘦人人头");//创建瘦人的头
}
virtual void BuildBody()
{
product.Add("瘦人身体");//创建瘦人的身体
}
virtual void BuildHand()
{
product.Add("瘦人手");//创建瘦人的手
}
virtual void BuildFeet()
{
product.Add("瘦人脚");//创建瘦人的脚
}
virtual Product GetResult()
{
return product;
}
};
//Director类
class Director
{
public:
void Construct(Builder &builder)
{
builder.BuildHead();
builder.BuildBody();
builder.BuildHand();
builder.BuildFeet();
}
};
int main()
{
Director *director = new Director();
Builder *b1 = new FatPersonBuilder();
Builder *b2 = new ThinPersonBuilder();
director->Construct(*b1);
Product p1 = b1->GetResult();
p1.Show();
return 0;
}
1 #include <iostream> 2 #include <vector> 3 #include <string> 4 5 using namespace std; 6 //Product类 7 class Product 8 { 9 vector<string> parts; 10 public: 11 void Add(const string part) 12 { 13 parts.push_back(part); 14 } 15 void Show()const 16 { 17 for(int i = 0 ; i < parts.size() ; i++) 18 { 19 cout<<parts[i]<<endl; 20 } 21 } 22 }; 23 //抽象builder类 24 class Builder 25 { 26 public: 27 virtual void BuildHead() = 0; 28 virtual void BuildBody() = 0; 29 virtual void BuildHand() = 0; 30 virtual void BuildFeet() = 0; 31 virtual Product GetResult() = 0; 32 }; 33 //具体胖人创建类 34 class FatPersonBuilder :public Builder 35 { 36 private: 37 Product product; 38 public: 39 virtual void BuildHead() 40 { 41 product.Add("胖人头");//创建瘦人的头 42 } 43 virtual void BuildBody() 44 { 45 product.Add("胖人身体");//创建瘦人的身体 46 } 47 virtual void BuildHand() 48 { 49 product.Add("胖人手");//创建瘦人的手 50 } 51 virtual void BuildFeet() 52 { 53 product.Add("胖人脚");//创建瘦人的脚 54 } 55 virtual Product GetResult() 56 { 57 return product; 58 } 59 }; 60 //具体瘦人人创建类 61 class ThinPersonBuilder :public Builder 62 { 63 private: 64 Product product; 65 public: 66 virtual void BuildHead() 67 { 68 product.Add("瘦人人头");//创建瘦人的头 69 } 70 virtual void BuildBody() 71 { 72 product.Add("瘦人身体");//创建瘦人的身体 73 } 74 virtual void BuildHand() 75 { 76 product.Add("瘦人手");//创建瘦人的手 77 } 78 virtual void BuildFeet() 79 { 80 product.Add("瘦人脚");//创建瘦人的脚 81 } 82 virtual Product GetResult() 83 { 84 return product; 85 } 86 }; 87 //Director类 88 class Director 89 { 90 public: 91 void Construct(Builder &builder) 92 { 93 builder.BuildHead(); 94 builder.BuildBody(); 95 builder.BuildHand(); 96 builder.BuildFeet(); 97 } 98 }; 99 100 int main() 101 { 102 Director *director = new Director(); 103 Builder *b1 = new FatPersonBuilder(); 104 Builder *b2 = new ThinPersonBuilder(); 105 106 director->Construct(*b1); 107 Product p1 = b1->GetResult(); 108 p1.Show(); 109 return 0; 110 }
看过上面代码发现使用建造者模式有什么好处了吗?上面的例子,通过建造者模式,使得建造过程通过Director类的Construct函数固定了,即建造过程不会变,也就是满足上面要求中红色字体的“必须包括”。但是具体的头,身体,手脚这些身体的各个部分会变化,基类Builder中将各种Build函数定义为抽象方法,必须在子类中实现。这样不仅仅使得建造小人的过程不变,而且很利于系统的扩展,一旦出现其他种类的人根本不需要改动之前的FatPersonBuider,ThinPersonBuilder,Director,Product等类,只需要新添加新的类。符合OCP原则。
到这里不知道大家有没有这样的疑问,建造者模式和工厂模式非常相似啊,确实是非常的相似,建造者模式注重零部件的组装过程,而工厂方法模式更注重零部件的创建过程。两者也有结合使用:比如众神造人,女娲利用建造者模式负责把灵魂、耳目、手臂等组合成一个完整的人,而皇帝、桑林等人各自利用工厂方法模式创造出灵魂,耳目,手臂等。女娲不必考虑灵魂、耳目、手臂是什么样子的,怎么创造出来的,这就成为了一个由建造者模式和工厂方法模式组合而成的系统。
3.使用建造者模式的场合和好处
使用建造者模式的好处:
1.使用建造者模式可以使客户端不必知道产品内部组成的细节。
2.具体的建造者类之间是相互独立的,对系统的扩展非常有利。
3.由于具体的建造者是独立的,因此可以对建造过程逐步细化,而不对其他的模块产生任何影响。
使用建造模式的场合:
1.创建一些复杂的对象时,这些对象的内部组成构件间的建造顺序是稳定的,但是对象的内部组成构件面临着复杂的变化。
2.要创建的复杂对象的算法,独立于该对象的组成部分,也独立于组成部分的装配方法时。