C++ 建造者模式 - 组装电脑
建造者模式（Builder Pattern），旨在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。
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模式结构
UML 结构图：
Builder（抽象建造者）：为创建一个产品对象的各个部件指定抽象接口。
ConcreteBuilder（具体建造者）：实现 Builder 的接口以构造和装配该产品的各个部件，定义并明确它所创建的表示，并提供一个检索产品的接口。
Director（指挥者）：构造一个使用 Builder 接口的对象。
Product（产品）：表示被构造的复杂对象。ConcreteBuilder 创建该产品的内部表示并定义它的装配过程，包含定义组成部件的类，包括将这些部件装配成最终产品的接口。
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优缺点
优点：
建造者独立，易于扩展
便于控制细节风险
缺点：
产品必须有共同点，范围有限制
如果内部变化复杂，将会有很多的建造类
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适用场景
需要生成的对象具有复杂的内部结构
需要生成的对象内部属性本身相互依赖
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案例分析
Lenovo For Those Who Do - 联想
联想旗下有众多系列的电脑，例如：ThinkPad、Yoga ...... 在科技创新的大潮下，产品层出不穷。电脑虽多，但结构基本一致，都是由 CPU、主板、内存、显卡等组成。如果为每台电脑都单独设计一个组装流程，管理的成本太高。这时，建造者模式就出现了，为所有系列指定一个统一的组装流程，所有的电脑都按照这个流程来组装。
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代码实现
创建产品
这里的产品是 Computer，包含了 CPU、主板、内存、显卡等信息。
#ifndef PRODUCT_H
#define PRODUCT_H
#include <iostream>
using namespace std;
// 电脑
class Computer
{
public:
void SetCpu(string cpu) { m_strCpu = cpu;}
void SetMainboard(string mainboard) { m_strMainboard = mainboard; }
void SetRam(string ram) { m_strRam = ram; }
void SetVideoCard(string videoCard) { m_strVideoCard = videoCard; }
string GetCPU() { return m_strCpu; }
string GetMainboard() { return m_strMainboard; }
string GetRam() { return m_strRam; }
string GetVideoCard() { return m_strVideoCard; }
private:
string m_strCpu; // CPU
string m_strMainboard; // 主板
string m_strRam; // 内存
string m_strVideoCard; // 显卡
};
#endif // PRODUCT_H
创建抽象建造者
电脑准备好之后，就可以定义组装流程了，由 Builder 来表示。
#ifndef BUILDER_H
#define BUILDER_H
#include "product.h"
// 建造者接口，组装流程
class IBuilder
{
public:
virtual void BuildCpu() = 0; // 创建 CPU
virtual void BuildMainboard() = 0; // 创建主板
virtual void BuildRam() = 0; // 创建内存
virtual void BuildVideoCard() = 0; // 创建显卡
virtual Computer* GetResult() = 0; // 获取建造后的产品
};
#endif // BUILDER_H
创建具体建造者
接下来，就是让 ConcreteBuilder 就位。在这些组装者中，可以指定每台电脑要使用的具体部件。
#ifndef CONCRETE_BULIDER_H
#define CONCRETE_BULIDER_H
#include "builder.h"
// ThinkPad 系列
class ThinkPadBuilder : public IBuilder
{
public:
ThinkPadBuilder() { m_pComputer = new Computer(); }
void BuildCpu() override { m_pComputer->SetCpu("i5-6200U"); }
void BuildMainboard() override { m_pComputer->SetMainboard("Intel DH57DD"); }
void BuildRam() override { m_pComputer->SetRam("DDR4"); }
void BuildVideoCard() override { m_pComputer->SetVideoCard("NVIDIA Geforce 920MX"); }
Computer* GetResult() override { return m_pComputer; }
private:
Computer *m_pComputer;
};
// Yoga 系列
class YogaBuilder : public IBuilder
{
public:
YogaBuilder() { m_pComputer = new Computer(); }
void BuildCpu() override { m_pComputer->SetCpu("i7-7500U"); }
void BuildMainboard() override { m_pComputer->SetMainboard("Intel DP55KG"); }
void BuildRam() override { m_pComputer->SetRam("DDR5"); }
void BuildVideoCard() override { m_pComputer->SetVideoCard("NVIDIA GeForce 940MX"); }
Computer* GetResult() override { return m_pComputer; }
private:
Computer *m_pComputer;
};
#endif // CONCRETE_BULIDER_H
创建指挥者
联想要生产电脑了，直接委派给组装者，开干。
#ifndef DIRECTOR_H
#define DIRECTOR_H
#include "builder.h"
// 构造指挥官
class Direcror
{
public:
void Create(IBuilder *builder) {
builder->BuildCpu();
builder->BuildMainboard();
builder->BuildRam();
builder->BuildVideoCard();
}
};
#endif // DIRECTOR_H
创建客户端
现在，一起来看看客户端，创建任何产品都非常干净。
#include "concrete_bulider.h"
#include "director.h"
#include <string>
#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=NULL;} }
#endif
int main()
{
Direcror *pDirecror = new Direcror();
ThinkPadBuilder *pTPBuilder = new ThinkPadBuilder();
YogaBuilder *pYogaBuilder = new YogaBuilder();
// 组装 ThinkPad、Yoga
pDirecror->Create(pTPBuilder);
pDirecror->Create(pYogaBuilder);
// 获取组装后的电脑
Computer *pThinkPadComputer = pTPBuilder->GetResult();
Computer *pYogaComputer = pYogaBuilder->GetResult();
// 测试输出
cout << "-----ThinkPad-----" << endl;
cout << "CPU: " << pThinkPadComputer->GetCPU() << endl;
cout << "Mainboard: " << pThinkPadComputer->GetMainboard() << endl;
cout << "Ram: " << pThinkPadComputer->GetRam() << endl;
cout << "VideoCard: " << pThinkPadComputer->GetVideoCard() << endl;
cout << "-----Yoga-----" << endl;
cout << "CPU: " << pYogaComputer->GetCPU() << endl;
cout << "Mainboard: " << pYogaComputer->GetMainboard() << endl;
cout << "Ram: " << pYogaComputer->GetRam() << endl;
cout << "VideoCard: " << pYogaComputer->GetVideoCard() << endl;
SAFE_DELETE(pThinkPadComputer);
SAFE_DELETE(pYogaComputer);
SAFE_DELETE(pTPBuilder);
SAFE_DELETE(pYogaBuilder);
SAFE_DELETE(pDirecror);
getchar();
return 0;
}
输出如下：
-----ThinkPad-----
CPU: i5-6200U
Mainboard: Intel DH57DD
Ram: DDR4
VideoCard: NVIDIA Geforce 920MX
-----Yoga-----
CPU: i7-7500U
Mainboard: Intel DP55KG
Ram: DDR5
VideoCard: NVIDIA GeForce 940MX