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;
}