C++建造者模式详解（从零开始掌握面向对象设计中的建造者模式）

建造者模式的核心角色

• Product（产品）：要创建的复杂对象。
• Builder（抽象建造者）：定义构建各部分的抽象接口。
• ConcreteBuilder（具体建造者）：实现 Builder 接口，构建和装配各个部件。
• Director（指挥者）：负责控制构建过程，隔离用户与构建过程。

C++建造者模式实战示例

下面我们用 C++ 实现一个简单的“汽车制造”例子，来演示C++设计模式中的建造者模式。

1. 定义 Product（汽车类）

#include <iostream>#include <string>class Car {private:    std::string engine;    std::string wheels;    std::string body;public:    void setEngine(const std::string& e) { engine = e; }    void setWheels(const std::string& w) { wheels = w; }    void setBody(const std::string& b) { body = b; }    void show() const {        std::cout << "Car with Engine: " << engine                  << ", Wheels: " << wheels                  << ", Body: " << body << std::endl;    }};

2. 定义抽象建造者（Builder）

class CarBuilder {public:    virtual ~CarBuilder() = default;    virtual void buildEngine() = 0;    virtual void buildWheels() = 0;    virtual void buildBody() = 0;    virtual Car* getResult() = 0;};

3. 实现具体建造者（ConcreteBuilder）

class SportsCarBuilder : public CarBuilder {private:    Car* car;public:    SportsCarBuilder() { car = new Car(); }    void buildEngine() override {        car->setEngine("V8 Turbo");    }    void buildWheels() override {        car->setWheels("Alloy Racing Wheels");    }    void buildBody() override {        car->setBody("Carbon Fiber Body");    }    Car* getResult() override {        return car;    }};// 可以再添加一个 FamilyCarBuilder...

4. 定义指挥者（Director）

class Director {private:    CarBuilder* builder;public:    void setBuilder(CarBuilder* b) {        builder = b;    }    void constructCar() {        builder->buildEngine();        builder->buildWheels();        builder->buildBody();    }};

5. 主函数测试

int main() {    Director director;    CarBuilder* sportsBuilder = new SportsCarBuilder();    director.setBuilder(sportsBuilder);    director.constructCar();    Car* sportsCar = sportsBuilder->getResult();    sportsCar->show();    delete sportsCar;    delete sportsBuilder;    return 0;}

建造者模式的优点

• 将复杂对象的构建与表示分离，符合单一职责原则。
• 构建过程可以被精细控制，支持不同配置的产品。
• 易于扩展新的产品类型，只需新增 ConcreteBuilder。

何时使用建造者模式？

当你遇到以下情况时，考虑使用建造者模式详解中提到的方法：

• 需要创建的对象具有复杂的内部结构。
• 构建过程必须允许被构造的对象有不同的表示。
• 希望将构建代码与业务逻辑解耦。

总结

通过本教程，你已经掌握了C++建造者模式的基本原理和实现方法。这种设计模式教程不仅适用于 C++，也广泛应用于 Java、Python 等语言中。记住，建造者模式的核心在于“分步构建”，让复杂对象的创建变得简单可控。

现在，你可以尝试自己动手实现一个“手机建造器”或“房屋建造器”，巩固所学知识！