精讲设计模式-Builder模式

1、问题

生活中有着很多的Builder的例子，个人觉得大学生活就是一个Builder模式的最好体验：要完成大学教育，一般将大学教育过程分成 4 个学期进行，因此没有学习可以看作是构建完整大学教育的一个部分构建过程，每个人经过这 4 年的（4 个阶段）构建过程得到的最后的结果不一样，因为可能在四个阶段的构建中引入了很多的参数（每个人的机会和际遇不完全相同）。

Builder 模式要解决的也正是这样的问题：当我们要创建的对象很复杂的时候（通常是由很多其他的对象组合而成），我们要要复杂对象的创建过程和这个对象的表示（展示）分离开来，这样做的好处就是通过一步步的进行复杂对象的构建，由于在每一步的构造过程中可以引入参数，使得经过相同的步骤创建最后得到的对象的展示不一样。

2、模式选择

Builder 模式的典型结构图为：

Builder 模式的关键是其中的 Director 对象并不直接返回对象，而是通过一步步（BuildPartA，BuildPartB，BuildPartC）来一步步进行对象的创建。当然这里 Director 可以提供一个默认的返回对象的接口（即返回通用的复杂对象的创建，即不指定或者特定唯一指定 BuildPart 中的参数）

3、实现

完整代码示例（code）

Builder 模式的实现很简单，这里为了方便初学者的学习和参考，将给出完整的实现代码（所有代码采用 C++实现，并在 VC 6.0 下测试运行）

//代码片断 1：Product.h
//Product.h
#ifndef _PRODUCT_H_
#define _PRODUCT_H_
class Product
{
public: Product(); ~Product(); void ProducePart();
protected:
private:
};
class ProductPart
{
public: ProductPart(); ~ProductPart(); ProductPart* BuildPart();
protected:
private:
};
#endif //~_PRODUCT_H_

//代码片断 2：Product.cpp
//Component.cpp
#include "Component.h"
Component::Component()
{
}
Component::~Component()
{
}
void Component::Add(const Component&
com)
{
}
Component* Component::GetChild(int index)
{ return 0;
}
void Component::Remove(const Component&
com)
{
}

//代码片断 3：Builder.h
//Builder.h
#ifndef _BUILDER_H_
#define _BUILDER_H_
#include <string>
using namespace std;
class Product;
class Builder
{
public: virtual ~Builder();
virtual void BuildPartA(const string&
buildPara) = 0;
virtual void BuildPartB(const string&
buildPara) = 0;
virtual void BuildPartC(const string&
buildPara) = 0;
virtual Product* GetProduct() = 0;
protected: Builder();
private:
};
class ConcreteBuilder:public Builder
{
public: ConcreteBuilder(); ~ConcreteBuilder();
void BuildPartA(const string&
buildPara);
void BuildPartB(const string& buildPara);
void BuildPartC(const string& buildPara);Product* GetProduct();
protected:
private:
};
#endif //~_BUILDER_H_

//代码片断 4：Builder.cpp
//Builder.cpp
#include "Builder.h"
#include "Product.h"
#include <iostream>
using namespace std;
Builder::Builder()
{
}
Builder::~Builder()
{
}
ConcreteBuilder::ConcreteBuilder()
{
}
ConcreteBuilder::~ConcreteBuilder()
{
}
void ConcreteBuilder::BuildPartA(const
string& buildPara)
{ cout<<"Step1:Build
PartA..."<<buildPara<<endl;
}
void ConcreteBuilder::BuildPartB(const
string& buildPara)
{ cout<<"Step1:Build
PartB..."<<buildPara<<endl;
}
void ConcreteBuilder::BuildPartC(const
string& buildPara)
{ cout<<"Step1:Build
PartC..."<<buildPara<<endl;
}
Product* ConcreteBuilder::GetProduct()
{ BuildPartA("pre-defined"); BuildPartB("pre-defined"); BuildPartC("pre-defined");
return new Product();
}

//代码片断 5：Director.h
//Director.h
#ifndef _DIRECTOR_H_
#define _DIRECTOR_H_
class Builder;
class Director
{
public: Director(Builder* bld); ~Director(); void Construct();
protected:
private: Builder* _bld;
};
#endif //~_DIRECTOR_H_

//代码片断 6：Director.cpp
//Director.cpp
#include "director.h"
#include "Builder.h"
Director::Director(Builder* bld)
{
_bld = bld;
}
Director::~Director()
{ }
void Director::Construct()
{ _bld->BuildPartA("user-defined"); _bld->BuildPartB("user-defined"); _bld->BuildPartC("user-defined");
}

//代码片断 7：main.cpp
//main.cpp
#include "Builder.h"
#include "Product.h"
#include "Director.h"
#include <iostream>
using namespace std;
int main(int argc,char* argv[])
{
Director* d = new Director(new
ConcreteBuilder()); d->Construct();return 0;
}

代码说明 Builder 模式的示例代码中，BuildPart 的参数是通过客户程序员传入的，这里为了简单说明问题，使用“user-defined”代替，实际的可能是在 Construct 方法中传入这 3 个参数，这样就可以得到不同的细微差别的复杂对象了。

4、讨论

GoF 在《设计模式》一书中给出的关于 Builder 模式的意图是非常容易理解、间接的：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（在示例代码中可以通过传入不同的参数实现这一点）。

Builder 模式和 AbstractFactory 模式在功能上很相似，因为都是用来创建大的复杂的对象，它们的区别是：Builder 模式强调的是一步步创建对象，并通过相同的创建过程可以获得不同的结果对象，一般来说 Builder 模式中对象不是直接返回的。而在 AbstractFactory 模式中对象是直接返回的，AbstractFactory 模式强调的是为创建多个相互依赖的对象提供一个同一的接口。

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