什么是建造者模式?
建造者模式（Builder Pattern）是一种创建型设计模式，它允许你构造复杂对象步骤分解。你可以不同的步骤中使用不同的方式创建对象，且对象的创建与表示是分离的。这样，同样的构建过程可以创建不同的表示。
在 C++ 中，建造者模式通常涉及到以下几个关键部分：
1.产品（Product）：这是最终要构造的对象。它通常包含很多属性。
2.抽象建造者（Abstract Builder）：这是一个接口，定义了创建产品所需的各个步骤的方法。
3.具体建造者（Concrete Builder）：这是实现抽象建造者接口的具体类。它实现了创建产品所需的各个步骤。
4.导演（Director）：这个类负责执行创建产品的整个过程。它使用具体建造者来创建产品的各个部分，并在适当的时候调用它们。
建造者模式和工厂模式的区别?
建造者模式和工厂模式都是创建型设计模式，但它们的关注点和用途有所不同。以下是它们的主要区别：
1.关注点：建造者模式注重零部件的组装过程，而工厂方法模式更注重零部件的创建过程。
2.创建对象的力度：建造者模式创建复杂的对象，由各种复杂的部件组成，而工厂模式创建出来的对象都一样。
3.顺序：建造者模式根据建造过程中的顺序不一样，最终的对象部件组成也不一样。而工厂模式则没有这样的关注。
4.使用场景：创建简单对象时，通常使用工厂模式；创建复杂对象时，可以考虑使用建造者模式。
总的来说，工厂模式更注重对象的创建，而建造者模式更注重对象的组装过程和组成部分。在实际应用中，可以根据需要选择使用哪种设计模式。
建造者模式适用什么场景，举个具体的例子
建造者模式适用于创建具有多个组成部分的复杂对象，尤其是那些需要对个步骤来创建的对象。
假设我们需要创建一个复杂的“电脑”对象，该对象包含多个组成部分，如“CPU”、“内存”、“硬盘”等。我们可以使用建造者模式来创建这个对象，具体步骤如下：
1.首先我们需要一个产品类Computer ，也就是电脑，这是最终要构造的对象，电脑通常包含很多属性也就是组成部分，比如CPU,内存，硬盘这些；例如，在具体电脑建造者中，我们可以调用“Computer”类的“setCPU()”、“setMemory()”和“setHardDisk()”方法来设置电脑的各个组成部分
2.然后，我们定义一个抽象建造者ComputerBuilder接口，该接口定义了创建电脑对象所需的各个步骤的虚方法。如“buildCPU()”、“buildMemory()”、“buildHardDisk()”等。
3.接下来，我们定义一个具体建造者ConcreteComputerBuilder类，该类实现了抽象建造者接口中定义的所有方法。在具体建造者中，我们可以按照需要的顺序和方式来创建电脑对象的各个组成部分。
4.然后，我们定义一个导演ComputerDirector类，该类负责执行创建电脑对象的整个过程。导演类中使用具体建造者来创建电脑对象的各个部分，并在适当的时候调用它们。
5.最后，客户端代码可以使用导演类来创建电脑对象。客户端不需要知道电脑对象内部的具体实现细节，只需要调用导演类提供的方法即可。
代码示例：
#include<iostream>
#include<string>
using namespace std;//1.产品：电脑
class Computer
{
public:void setCPU(string cpu) { m_cpu = cpu; }void setMemory(string memory) { m_memory = memory; }void setHardDisk(string hardDisk) { m_hardDisk = hardDisk; }//const位于函数参数列表之后，表示该函数是一个常量成员函数，该函数不会修改任何成员变量的值void print()const { std::cout << "CPU: " << m_cpu << ", Memory: " << m_memory << ", Hard Disk: " << m_hardDisk << std::endl;}
private:string m_cpu;string m_memory;string m_hardDisk;
};
//2.抽象建造者：电脑建造者接口
class ComputerBuilder
{
public:virtual ~ComputerBuilder() {}; //虚析构，为了销毁父类指针所指向的子类对象virtual void buildCPU() = 0; virtual void buildMemory() = 0;virtual void buildHardDisk() = 0;virtual Computer* getComputer() = 0;
};
//3.具体建造者：具体的电脑建造者
class ConcreteComputerBuilder :public ComputerBuilder
{
public:void buildCPU() { m_computer->setCPU("Intel Core i7"); }void buildMemory() { m_computer->setMemory("16GB DDR4");}void buildHardDisk() { m_computer->setHardDisk("1TB SSD");}Computer* getComputer() { return m_computer; }private:Computer* m_computer = new Computer;
};
//4.导演：电脑建造导演
class ComputerDirector
{
public:ComputerDirector(ComputerBuilder* builder) :m_builder(builder) {}void construct() {m_builder->buildCPU();m_builder->buildMemory();m_builder->buildHardDisk();}
private:ComputerBuilder* m_builder;
};
int main()
{ConcreteComputerBuilder builder;//创建一个具体的电脑对象ComputerDirector director(&builder); //创建一个导演director.construct();builder.getComputer()->print();delete builder.getComputer();return 0;
}
手机生产
我现在要生产iphone手机，有iPhone14和iPhone15，各自又有mini和pro两个版本。
#include <iostream>
#include <memory>//产品类：iphone
class iPhone
{
public:void setMemory(const std::string& memory) { m_memory = memory; }void setScreen(const std::string& screen) { m_screen = screen; }void setAppearance(const std::string& apperance) { m_appearance = apperance; }void showInfo() const {std::cout << "Memory: " << m_memory << std::endl;std::cout << "Screen: " << m_screen << std::endl;std::cout << "Appearance: " << m_appearance << std::endl;}
private:std::string m_memory;std::string m_screen;std::string m_appearance;
};
//抽象建造者:iphone手机建造者接口
class iPhoneBuilder
{
public:virtual void buildMemory() = 0;virtual void buildScreen() = 0;virtual void buildAppearance() = 0;virtual std::unique_ptr<iPhone> getiPhone() = 0;};
//具体建造者:iPhone14 Mini 建造者
class iPhoneBuilder14Mini :public iPhoneBuilder
{void buildMemory() { m_memory = "64GB"; }void buildScreen() { m_screen = "5.4-inch"; }void buildAppearance() { m_appearance = "Glass back and aluminum frame"; };std::unique_ptr<iPhone> getiPhone() override{std::unique_ptr<iPhone> iphone = std::make_unique<iPhone>();iphone->setMemory(m_memory);iphone->setScreen(m_screen);iphone->setAppearance(m_appearance);return iphone;}private:std::string m_memory;std::string m_screen;std::string m_appearance;
};//具体建造者:iPhone14 pro 建造者
class iPhoneBuilder14PRO :public iPhoneBuilder
{void buildMemory() { m_memory = "256GB"; }void buildScreen() { m_screen = "6.1-inch"; }void buildAppearance() { m_appearance = "Ceramic back and stainless steel frame"; };std::unique_ptr<iPhone> getiPhone() override{std::unique_ptr<iPhone> iphone = std::make_unique<iPhone>();iphone->setMemory(m_memory);iphone->setScreen(m_screen);iphone->setAppearance(m_appearance);return iphone;}
private:std::string m_memory;std::string m_screen;std::string m_appearance;
};//导演类:生成手机
class Director
{
public:std::unique_ptr<iPhone> create(iPhoneBuilder& builder){builder.buildMemory();builder.buildScreen();builder.buildAppearance();return builder.getiPhone();}
};
int main()
{Director director;//iphone14 miniiPhoneBuilder14Mini iphone14mini;std::unique_ptr<iPhone> mini = director.create(iphone14mini);std::cout << "iPhone 14 Mini" << std::endl;mini->showInfo();std::cout << std::endl;iPhoneBuilder14PRO iphone14PRO;std::unique_ptr<iPhone> pro = director.create(iphone14PRO);std::cout << "iPhone 14 Mini" << std::endl;pro->showInfo();std::cout << std::endl;
}
sunny和merry号生产
现在我们开始着手把路飞的海贼船桑尼号 和梅利号使用生成器模式键造出来。
1、一共需要三个生成器类，一共父类，两个子类；
2、父类可以是一个抽象类，提供的建造函数都是虚函数；
3、在两个生成器子类中，使用建造函数分别将桑尼号 和梅利号各个零部件造出来。
如果我们仔细分析，发现还需要解决另外一个问题，通过生成器得到了海贼船的各个零部件，这些零部件必须有一个载体，那就是海贼船对象。因此，还需要提供一个或多个海贼船类。
因为桑尼号 和梅利号这两艘的差别非常之巨大，所以我们定义两个海贼船类，代码如下：
#include <iostream>
#include <memory>
#include <map>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;/*******************************_两个船类（Sunny号和Merry号）_*************************************/
//产品1：Sunny号
class Sunnyship
{
public://添加零件void addParts(string name){m_parts.push_back(name);}void showParts(){for (const auto& item : m_parts){cout << item << " ";cout << endl;}}
private:vector<string> m_parts;
};
//产品2：Merry号
class Merryship
{
public://添加零件void assemble(string name,string parts){m_parts.insert(make_pair(name,parts));}void showParts(){for (const auto& item : m_parts){cout << item.first << ": "<<item.second << " ";cout << endl;}}
private:map<string,string> m_parts;
};
/**************************************************************************************************/
/*****************************************_生成器类_*********************************************************/
//抽象生成器类
class ShipBuilder
{
public:virtual void reset() = 0;virtual void buildBody() = 0;virtual void buildWeapon() = 0;virtual void buildEngine() = 0;virtual void buildInterior() = 0;virtual ~ShipBuilder() {}
};
//具体生成器类：Sunny号生成器
class SunnyBuilder :public ShipBuilder
{
public:SunnyBuilder(){reset();}~SunnyBuilder(){if (m_sunny != nullptr){delete m_sunny;}}void reset() override{m_sunny = new Sunnyship;}void buildBody(){m_sunny->addParts("神树亚当的树干");}void buildWeapon(){m_sunny->addParts("狮吼炮");}void buildEngine(){m_sunny->addParts("可乐驱动");}void buildInterior(){m_sunny->addParts("豪华精装修的内饰");}Sunnyship* getSunny(){Sunnyship* ship = m_sunny;m_sunny = nullptr;return ship;}private:Sunnyship* m_sunny = nullptr;
};
//具体生成器类：Merry号生成器
class MerryBuilder :public ShipBuilder
{
public:MerryBuilder(){reset();}~MerryBuilder(){if (m_merry != nullptr){delete m_merry;}}void reset() override{m_merry = new class Merryship;}void buildBody(){m_merry->assemble("船体","优质木材");}void buildWeapon(){m_merry->assemble("武器","四门大炮");}void buildEngine(){m_merry->assemble("动力","蒸汽机");}void buildInterior(){m_merry->assemble("内饰","精装修");}Merryship* getMerry(){Merryship* ship = m_merry;m_merry = nullptr;return ship;}private:Merryship* m_merry = nullptr;
};
/******************************************_导演类_***********************************************/
class Director
{
public:void setBuilder(ShipBuilder* builder){m_builder = builder;}void builderSimpleShip(){m_builder->buildBody();m_builder->buildEngine();}void builderStandShip(){builderSimpleShip();m_builder->buildWeapon();}void builderRegalShip(){builderStandShip();m_builder->buildInterior();}
private:ShipBuilder* m_builder = nullptr;
};
/*******************************_代码测试_**************************************************/
//建造Sunny号
void buildSunny()
{Director director;SunnyBuilder Sbuild;//简约型director.setBuilder(&Sbuild);director.builderSimpleShip();Sunnyship* Sship = Sbuild.getSunny();Sship->showParts();delete Sship;}
int main()
{buildSunny();
}
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