GoF 23种经典的设计模式——创建者模式

Builder 模式是一种创建对象的设计模式，它将对象的构建过程与其表示分离，允许按照步骤构建复杂对象。它提供了一种可读性强、灵活性高的方式来构建对象。

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使用 Builder 模式时，通常会有以下几个核心角色：

1. 产品（Product）：表示正在构建的复杂对象。它通常具有多个属性和方法。
2. 抽象建造者（Abstract Builder）：定义了构造产品所需的步骤和方法。它是一个接口或抽象类，其中包含设置产品属性的方法。
3. 具体建造者（Concrete Builder）：实现了抽象建造者接口，负责实际构建产品。它实现了抽象建造者中定义的方法，并提供了具体的实现细节。
4. 指导者（Director）：负责使用构建器来构建产品。它定义了一个构建方法，该方法按照特定的顺序调用构造器的方法，从而构建出一个完整的产品。

Builder 模式的使用流程如下：

1. 定义一个产品类，其中包含需要构建的复杂对象的属性和方法。
2. 创建一个抽象建造者接口或抽象类，其中定义了构建产品所需的方法。
3. 创建一个或多个具体建造者类，它们实现了抽象建造者接口或抽象类，并提供了具体的构建逻辑。
4. 创建一个指导者类，它接收具体的建造者对象，并定义了构建产品的方法，按照特定的顺序调用建造者的方法。
5. 在客户端代码中，通过实例化具体建造者和指导者对象，并调用指导者的构建方法，即可构建出一个完整的产品。

Builder 模式的使用场景和优点如下：

1. 创建复杂对象：当需要创建具有多个组成部分的复杂对象时，可以使用 Builder 模式。它允许你按照步骤构建对象，而不是一次性调用一个复杂的构造函数。
2. 隔离复杂对象的构建和表示：Builder 模式将构建过程与表示分离，使得构建过程更加灵活。你可以根据需要更改产品的构建过程，而无需修改客户端代码。
3. 支持不同的构建方式：Builder 模式支持通过不同的具体建造者实现不同的构建方式。你可以根据需要创建不同的具体建造者，从而构建出不同的产品变体。
4. 提高代码可读性：Builder 模式使用了具有描述性名称的方法来设置属性，使得代码更加可读和易于理解。
5. 避免重叠构造函数：Builder 模式避免了过多的构造函数重载，使得代码更加简洁。相比于使用多个构造函数，它提供了一种更好的方式来创建对象。

使用场景： 1、需要生成的对象具有复杂的内部结构。 2、需要生成的对象内部属性本身相互依赖。比如一个餐厅菜品种类有限，但是可以有很多组合。

建造者模式在创建复杂对象时非常有用，特别是当对象的构建过程涉及多个步骤或参数时。它可以提供更好的灵活性和可维护性，同时使得代码更加清晰可读。

> 注意事项： 与工厂模式的区别是：建造者模式更加关注与零件装配的顺序。

示例代码如下

#include <iostream>
#include <string>

// 产品类
class Product
{
private:
    int price;
    std::string origin;

public:
    void setPrice(int _price)
    {
        this->price = _price;
    }

    void setOrigin(const std::string &_origin)
    {
        this->origin = _origin;
    }

    void descriProduct()
    {
        std::cout << "price: $" << this->price << std::endl;
        std::cout << "origin: " << this->origin << std::endl;
    }
};

// 抽象创建者
class AbstratBuilder
{
public:
    virtual void buildProductPrice(int _price) = 0;
    virtual void buildProductOrigin(const std::string &_origin) = 0;
    virtual Product &getProduct() = 0;
};

// 具体创建者
class Builder : public AbstratBuilder
{
private:
    Product *product;

public:
    Builder()
    {
        this->product = new Product();
    }

    void buildProductOrigin(const std::string &_origin)
    {
        product->setOrigin(_origin);
    }

    void buildProductPrice(int _price)
    {
        product->setPrice(_price);
    }

    Product &getProduct()
    {
        return *product;
    }
};

// 指导者
class Diretor
{
public:
    void Construct(Builder &builder)
    {
        builder.buildProductPrice(100);
        builder.buildProductOrigin("China");
        builder.getProduct().descriProduct();
    }
};

int main(int argc, char const *argv[])
{
    Builder *builder = new Builder();
    Diretor director;
    director.Construct(*builder);

    return 0;
}

首先定义了一个产品类 Product，其中包含了产品的属性和描述产品的方法。然后，我们定义了一个抽象创建者类 AbstractBuilder，其中定义了构建产品的纯虚函数，并提供了获取产品的方法。

接下来，我们创建了具体创建者类 Builder，它继承了抽象创建者类，并实现了构建产品的方法。在具体创建者中，我们创建了一个产品对象，并在构建方法中设置了产品的属性。最后，我们定义了一个指导者类 Director，它接收一个具体创建者对象，并调用创建者的方法来构建产品。

在客户端代码中，我们实例化了具体创建者对象 Builder，然后将其传递给指导者 Director 的 Construct 方法。指导者根据特定的顺序调用创建者的方法来构建产品，并通过创建者的 getProduct 方法获取构建好的产品，并调用产品的描述方法。

这个示例将对象的构建过程与表示分离，提供了一种灵活且可读性强的方式来构建复杂对象。

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