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C++ 设计模式 构建器

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以下内容均来自GeekBand极客班C++ 设计模式课程(李建忠老师主讲)

Builder

“对象创建”模型

通过“对象创建”模式绕开new,避免对象创建(new)过程中所导致的紧耦合(依赖具体类),从而支持对象创建的稳定。它是接口抽象之后的第一步工作。

典型模式

Factory Method

Abstract Factory

Prototype

Builder

动机(Motivation)

在软件系统中,有时候面临着“一个复杂对象”的创建工作,其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成;由于需求的变化,这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化,但是将它们组合在一起的算法却相对稳定(这段描述和Template Method非常接近)

如何应对这种变化?如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分”的变化,从而保持系统中的“稳定构造算法”不随着需求改变而改变?

《设计模式》GOF的定义:

将一个复杂对象的构建与其表示相分离,使得同样的构建过程(稳定)可以创建不同的表示(变化)

示例

当前有一个造房子的类


  
  1. class House{
  2. public:
  3. void Init(){
  4. this->BuildPart1();
  5. for( int i = 0; i< 4 ; i++){
  6. this->BuildPart2();
  7. }
  8. bool flag = this->BuildPart3();
  9. if(flag){
  10. this->BuildPart4();
  11. }
  12. this->BuildPart5();
  13. }
  14. virtual ~House(){}
  15. protected:
  16. virtual void BuildPart1() = 0;
  17. virtual void BuildPart2() = 0;
  18. virtual void BuildPart3() = 0;
  19. virtual void BuildPart4() = 0;
  20. virtual void BuildPart5() = 0;
  21. };

有一个整体流程,某些步骤的具体实现是要下放到子类中进行实现的

形式和Template Method十分相似,但是重点在去构造,创建一个对象的时候就要执行

那么能不能直接写成下面这种形式:


  
  1. House(){
  2. this->BuildPart1();
  3. for( int i = 0; i< 4 ; i++){
  4. this->BuildPart2();
  5. }
  6. bool flag = this->BuildPart3();
  7. if(flag){
  8. this->BuildPart4();
  9. }
  10. this->BuildPart5();
  11. }

实际上是不行的,构造函数里面调用的函数都是静态编联。

因为在C++中,一个对象先要调用构造器,然后才能存在,而子类构造函数执行前是要调用父类构造函数的。

如果想在构造函数里面动态编联,基本是不可能的。

但是现在由需要在对象创造的时候完成这些工作,那么就要使用Builder模式,单独在Init函数中书写这些过程

比如现在要盖一个石头房子


  
  1. class StoneHouse : public House{
  2. public:
  3. virtual void BuildPart1(){
  4. }
  5. virtual void BuildPart2(){
  6. }
  7. virtual void BuildPart3(){
  8. }
  9. virtual void BuildPart4(){
  10. }
  11. virtual void BuildPart5(){
  12. }
  13. };

只需要继承并且实现这些具体步骤即可。

主函数中的具体应用过程。


  
  1. int main(){
  2. House * pHouse = new StoneHouse();
  3. pHouse->Init();
  4. }

但是如果这个构建过程过于复杂,更具重构原理,直接将这个构建过程单独提取出来,放在一个类中。

并将固定不变的调用流程转化到HouseDirector中


  
  1. //抽象类
  2. class House{
  3. };
  4. class HouseBuilder{
  5. public:
  6. House * GetResult(){
  7. return pHouse;
  8. }
  9. virtual ~HouseBuilder(){}
  10. protected:
  11. House * pHouse;
  12. virtual void BuildPart1() = 0;
  13. virtual void BuildPart2() = 0;
  14. virtual void BuildPart3() = 0;
  15. virtual void BuildPart4() = 0;
  16. virtual void BuildPart5() = 0;
  17. };
  18. //具体的实现
  19. class HouseDirector{
  20. public:
  21. HouseBuilder * pHouseBuilder;
  22. HouseDirector(HouseBuilder * arg){
  23. this->pHouseBuilder = arg;
  24. }
  25. House * Construct(){
  26. pHouseBuilder->BuildPart1();
  27. for( int i = 0; i< 4 ; i++){
  28. pHouseBuilder->BuildPart2();
  29. }
  30. bool flag = pHouseBuilder->BuildPart3();
  31. if(flag){
  32. pHouseBuilder->BuildPart4();
  33. }
  34. pHouseBuilder->BuildPart5();
  35. return pHouseBuilder->GetResult();
  36. }
  37. };

调用过程:


  
  1. int main(){
  2. House * pHouse = new StoneHouse();
  3. StoneHouseBuilder * mStoneHouseBuilder = new StoneHouseBuilder();
  4. HouseDirector * stoneHD = new HouseDirector(mStoneHouseBuilder);
  5. pHouse = stoneHD->Construct();
  6. }

要点总结

Builder模式更像是一个重构的技巧,主要用于“分步骤构建一个复杂的对象”。在这其中“分步骤”是一个稳定的算法,而复杂对象的各个部分则经常变化。

变化点在哪儿里,封装哪里——Builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。


转载:https://blog.csdn.net/qq_41605114/article/details/116028511
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