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设计模式之美 -- 建造者模式

编程日记 2024-04-10 00:00:00

文章目录

- - - 1. 解决问题
    - 2. 应用场景
    - 3. 实现
    - - C语言实现
      - C++实现
    - 4. 缺点

1. 解决问题

描述如下场景：

类的数据成员很多（8个以上），当我们进行初始化的时候放在初始化列表中，影响类的可读性，同时校验初始化参数列表是否有效的逻辑也无处放置
假如初始化列表中的参数有一定的依赖关系，比如数据成员max 一定比数据成员min 小才行，这样的依赖关系设置逻辑无处安放（需要在类实例化的时候就要完成依赖关系的创建）
类的对象是不可变的，也就是对象在创建好之后就不能再修改其内部的属性值。此时，我们不能对外暴露类的set成员函数。

针对以上三种关于类实例化过程中遇到的问题，我们可以使用建造者模式解决。

2. 应用场景

一种类的设计较为复杂，需要通过设置不同的可选错参数，定制化地创建不同的对象

建造者模式和工厂模式的区别：
工厂模式：创建拥有相关性的不同对象（继承同一父类或者接口的子类），由给定的参数来决定创建哪一种类的对象
建造者模式：创建一种类型的复杂对象，通过设置不同的可选参数，“定制化”地创建不同的对象
举例：
顾客走进餐馆点餐，我们使用工厂模式 根据用户的不同选择，制作不同的食物：汉堡，沙拉，披萨等。
对于披萨来说，用户可以有不同的配料选择：奶酪，西红柿，起司。此时我们通过建造者模式根据用户选择的不同配料制作披萨。

3. 实现

C语言实现

实现功能：

建造者模式实现简单的电脑组装，通过配置不同的config来组装出不同用户要求的电脑（稳定性高、性能高）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>typedef struct PERSONAL_COMPUTER {char cpu[20];char memory[20];char harddisk[20];
}Personal_Computer;void assemble_intel_cpu(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->cpu, "inter",sizeof("inter"));return;
}
void assemble_amd_cpu(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->cpu, "amd", sizeof("amd"));return;
}
void assemble_samsung_memory(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->memory,"samsung", sizeof("samsung"));return;
}
void assemble_kingston_memory(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->memory, "kingston", sizeof("kingston"));return;
}
void assemble_hitachi_harddisk(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->harddisk, "hitachi", sizeof("hitachi"));return;
}
void assemble_digital_harddisk(Personal_Computer* personal_computer)
{strncpy(personal_computer->harddisk, "digital", sizeof("digital"));return;
}struct PERSONAL_COMPUTER* builder_fast_config()
{struct PERSONAL_COMPUTER *Personal_Computer = NULL;Personal_Computer = (struct PERSONAL_COMPUTER*)malloc(sizeof(struct PERSONAL_COMPUTER));if (Personal_Computer == NULL) {return NULL;}assemble_intel_cpu(Personal_Computer);assemble_hitachi_harddisk(Personal_Computer);assemble_kingston_memory(Personal_Computer);return Personal_Computer;
}struct PERSONAL_COMPUTER* builder_safty_config()
{struct PERSONAL_COMPUTER* personal_computer = NULL;personal_computer = (struct PERSONAL_COMPUTER*)malloc(sizeof(struct PERSONAL_COMPUTER));if (personal_computer == NULL) {return NULL;}assemble_amd_cpu(personal_computer);assemble_digital_harddisk(personal_computer);assemble_samsung_memory(personal_computer);return personal_computer;
}int main()
{struct PERSONAL_COMPUTER* my_personal_computer = NULL;printf("safy style is :\n");my_personal_computer = builder_safty_config();printf("cpu: %s\n", my_personal_computer->cpu);printf("memory: %s\n", my_personal_computer->memory);printf("harddisk: %s\n", my_personal_computer->harddisk);printf("fast style is :\n");my_personal_computer = builder_fast_config();printf("cpu: %s\n", my_personal_computer->cpu);printf("memory: %s\n", my_personal_computer->memory);printf("harddisk: %s\n", my_personal_computer->harddisk);if (my_personal_computer != NULL) {free(my_personal_computer);}return 0;
}

输出如下：

safy style is :
cpu: amd
memory: samsung
harddisk: digital
fast style is :
cpu: inter
memory: kingston
harddisk: hitachi

C++实现

实现功能：

建造者负责根据product 类的初始化成员列表，构造不同需求的product对象，同时满足product类的成员有效性的校验。

#include <iostream>
#include <string>using namespace std;class Product{
private:string name;int max;int min;int total;/*构造函数声明为private,可以保证该类实例化无法再外部进行，只能由类内部自己进行*/Product(Builder builder) { (*this).name = builder.name;(*this).max = builder.max;(*this).min = builder.min;(*this).total = builder.total;}public:string getName() {return (*this).name;}int getMax() {return (*this).max;}int getMin() {return (*this).min;}int getTotal() {return (*this).total;}/*builder类设计成了Product的内部类，这里也可以设计Builer类为独立的非内部类*/static class Builder {private:const static int DEFAULT_MAX = 8;const static int DEFAULT_TOTAL = 8;const static int DEFAULT_MIN = 0;string name;int max = DEFAULT_MAX;int total = DEFAULT_TOTAL;int min = DEFAULT_MIN;public:/*这里进行Product类初始化成员的校验逻辑,包括必填校验项、依赖关系校验、约束条件等*/Product build(){if(name==""){throw "name is null!";}if(max > total) {throw "max bigger than total!"}if(max < min) {throw "max less than min!"}return new Product((*this));}/*设置名字*/Builder setName(string name) {if(name == "") {throw "name is null, illegal!";}(*this).name = name;return (*this);}/*设置最大值*/Builder setMax(int max) {if(max < 0) {throw "max is less than zero, illegal!";}(*this).max = max;return (*this);} /*设置总值*/Builder setTotal(int name) {if(total <= 0) {throw "total is less than zero, illegal!";}(*this).total = total;return (*this);}/*设置最小值*/Builder setMin(int min) {if(min < 0) {throw "min is less than zero, illegal!";}(*this).min = min;return (*this);}};
};int main(){Product product = new Product.Builder().setName("productA").setMax(16).setTotal(2).setMin(0).build();cout << "After product construct:"<< "name:" << product.getName() << endl<< "total:" << product.getTotal() << endl<< "max:" << product.getMax() << endl<< "min:" << product.getMin() << endl;return 0;
}

4. 缺点

工厂模式：创建拥有相关性的不同对象（继承同一父类或者接口的子类），由给定的参数来决定创建哪一种类的对象
建造者模式：创建一种类型的复杂对象，通过设置不同的可选参数，“定制化”地创建不同的对象。

综上，建造者模式仅仅是为了适配不同需求的对象，并不负责之后对象的处理；工厂模式则主要是针对接口开发，通过创建拥有相关性的不同对象来进行不同的操作。

https://www.dkcj.cn/info/4445.html

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