C++创建型模式-建造者模式

1.1 基本概念

建造者模式（Builder）: 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就可以创建不同的表示。

建造者模式是一步一步创建一个复杂的对象，它允许用户只通过指定复杂对象的类型和内容就可以构建它们，用户不需要知道内部的具体构建细节。

什么是复杂对象：建造者模式中，复杂对象是指那些包含多个成员属性的对象，这些成员属性称为部件或零件，比如电子邮件包含发件人、收件人、主题、内容、附件等部件。

1.2 定义方式

（1）抽象建造者（Builder）

抽象建造者为创建一个产品Product对象的各个部件指定抽象接口，该接口一般声明两种方法，一类方法用于创建复杂对象的各个部件，另一类方法用于返回复杂对象。

（2）具体建造者（ConcreteBuilder）

具体建造者实现了抽象建造者接口，实现各个部件的构造和装配方法，定义并明确它所创建的复杂对象，也可以提供一个方法返回创建好的复杂产品对象。

（3）产品角色（Product）

产品角色是被构建的复杂对象，包含多个组成部件，具体建造者创建该产品的内部表示并定义它的装配过程。

（4）指挥者（Director）

指挥者负责安排复杂对象的建造次序，指挥者与抽象建造者之间存在关联关系，可调用建造者对象的部件与装配方法，完成发展对象的建造。客户端一般只需要与指挥者交互。

1.3 优缺点

优点：
（1）将产品本身与产品的创建过程解耦，使相同的创建过程可以创建不同的产品对象；
（2）增加新的具体建造者无效修改原有类库的代码，指挥者类针对抽象建造者类编程，系统扩展方便。
缺点：
（1）建造者模式所创建的产品一般具有较多的共同点，产品差异过大，则不适合；
 

1.4 应用场景

对象的创建过程独立于创建该对象的类，在建造者模式中引入了指挥者类，将创建过程封装在指挥者类中，而不在建造者类中。
 

1.5 实现方式

建造者模式比较简单，主要就是将建造过程与具体表示分离，做到了建造过程的抽象，当有新的对象要创建并且建造过程相同，可以继承建造类实现自己的具体表示即可。

KFC 套餐实例，套餐是一个复杂的对象，一个套餐包含主食和饮料等组成部分，不用的套餐 主食和饮料的类型不同，服务员可以根据顾客的需求，一步步完成组成套餐。

通过以上分析，套餐相当于 产品角色，服务员相当于指挥者，不同种类的套餐制作方法称为建造者。

 
//建造者模式示例代码
#include
using namespace std;
//产品类Meal 为复杂产品对象 有两个属性
class Meal{
private:
    std::string food_= "";
    std::string drink_ = "";
public:
    void setFood(std::string food){
        food_= food;
    }
    std::string getFood(){
        return food_;
    }
     void setDrink(std::string drink){
        drink_= drink;
    }
    std::string getDrink(){
        return drink_;
    }
};
 
//抽象建造者
class MealBuilder
{
 
public:
	virtual void buildFood() = 0;
	virtual void buildDrink() = 0;
   virtual Meal* getMeal()= 0;
	 // 抽象类构建必须有虚析构函数 以防止内存泄漏
	virtual ~MealBuilder(){
		cout << "~MealBuilder()" << endl;
	 }
};
 
//具体建造者SubMealBuilderA(A套餐建造者)
class SubMealBuilderA :public MealBuilder
{
public:
	SubMealBuilderA(){
		m_pMeal = new Meal;
	}
	~SubMealBuilderA(){
		cout << "SubMealBuilderA()" << endl;
	}
	void buildFood()
	{
        m_pMeal->setFood("A drumstick burger");
		cout << "A drumstick burger" << endl;
	}
	void buildDrink()
	{
        m_pMeal->setDrink("A cup of coke");
		cout << "A cup of coke" << endl;
	}
Meal* getMeal(){
		return m_pMeal;
	}
private:
	Meal* m_pMeal;
 
};
 
//具体建造者SubMealBuilderB(B套餐建造者)
class SubMealBuilderB :public MealBuilder
{
private:
	MealBuilder *pBuilder;
public:
	SubMealBuilderB(){
		m_pMeal = new Meal;
	}
	~SubMealBuilderB(){
		cout << "SubMealBuilderB()" << endl;
	}
    void buildFood()
	{
        m_pMeal->setFood("A chicken roll");
		cout << "A chicken roll" << endl;
	}
	void buildDrink()
	{
        m_pMeal->setDrink("a cup of juice");
		cout << "a cup of juice" << endl;
	}
private:
	Meal* m_pMeal;
};
 
//指挥者 WaitDirector
class WaitDirector 
{
private:
	MealBuilder *pBuilder;
public:
	void setMealBuilder(MealBuilder *iBuilder)
	{
		pBuilder = iBuilder;
    }
	Meal* construct()
	{
		pBuilder->buildFood();
		pBuilder->buildDrink();
        return pBuilder->getMeal();
	}
};
 
//客户端调用
int main()
{
    //确定套餐的种类
    MealBuilder* mb = new SubMealBuilderA();
    //服务员指挥者
    WaitDirector* waiter = new WaitDirector();
    //服务员准备套餐
    waiter->setMealBuilder(mb);
    //客户获得套餐
    waiter->construct();
	Meal* meal = mb->getMeal();
	meal->getFood();
	meal->getDrink();
 
    delete mb;
    mb = nullptr;
    delete waiter;
    mb = waiter;
    delete meal;
    meal = nullptr;
	return 0;
}

执行结果

A drumstick burger
A cup of coke
SubMealBuilderA()
~MealBuilder()
 

参考文献：

【1】C++ 设计模式之建造者模式_ACERROR的博客-CSDN博客_c++建造者模式

【2】C++析构函数为什么要作为虚函数_shuixiaowei0530的博客-CSDN博客