专业描述 生成器模式是一种创建型设计模式, 使你能够分步骤创建复杂对象。 该模式允许你使用相同的创建代码生成不同类型和形式的对象。
生成器模式结构
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生成器 (Builder) 接口声明在所有类型生成器中通用的产品构造步骤。
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具体生成器 (Concrete Builders) 提供构造过程的不同实现。 具体生成器也可以构造不遵循通用接口的产品。
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产品 (Products) 是最终生成的对象。 由不同生成器构造的产品无需属于同一类层次结构或接口。
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主管 (Director) 类定义调用构造步骤的顺序, 这样你就可以创建和复用特定的产品配置。
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客户端 (Client) 必须将某个生成器对象与主管类关联。 一般情况下, 你只需通过主管类构造函数的参数进行一次性关联即可。 此后主管类就能使用生成器对象完成后续所有的构造任务。 但在客户端将生成器对象传递给主管类制造方法时还有另一种方式。 在这种情况下, 你在使用主管类生产产品时每次都可以使用不同的生成器。
实现方法
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清晰地定义通用步骤, 确保它们可以制造所有形式的产品。 否则你将无法进一步实施该模式。
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在基本生成器接口中声明这些步骤。
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为每个形式的产品创建具体生成器类, 并实现其构造步骤。
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不要忘记实现获取构造结果对象的方法。 你不能在生成器接口中声明该方法, 因为不同生成器构造的产品可能没有公共接口, 因此你就不知道该方法返回的对象类型。 但是, 如果所有产品都位于单一类层次中, 你就可以安全地在基本接口中添加获取生成对象的方法。
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考虑创建主管类。 它可以使用同一生成器对象来封装多种构造产品的方式。
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客户端代码会同时创建生成器和主管对象。 构造开始前, 客户端必须将生成器对象传递给主管对象。 通常情况下, 客户端只需调用主管类构造函数一次即可。 主管类使用生成器对象完成后续所有制造任务。 还有另一种方式, 那就是客户端可以将生成器对象直接传递给主管类的制造方法。
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只有在所有产品都遵循相同接口的情况下, 构造结果可以直接通过主管类获取。 否则, 客户端应当通过生成器获取构造结果。
使用示例: 当你需要创建一个可能有许多配置选项的对象时, 该模式会特别有用。
识别方法: 生成器模式可以通过类来识别, 它拥有一个构建方法和多个配置结果对象的方法。 生成器方法通常支持方法链 (例如 someBuilder->setValueA(1)->setValueB(2)->create()
)。
C++算法概念示例:
class Product1{
public:
std::vector<std::string> parts_;
void ListParts()const{
std::cout << "Product parts: ";
for (size_t i=0;i<parts_.size();i++){
if(parts_[i]== parts_.back()){
std::cout << parts_[i];
}else{
std::cout << parts_[i] << ", ";
}
}
std::cout << "\n\n";
}
};
class Builder{
public:
virtual ~Builder(){}
virtual void ProducePartA() const =0;
virtual void ProducePartB() const =0;
virtual void ProducePartC() const =0;
};
class ConcreteBuilder1 : public Builder{
private:
Product1* product;
public:
ConcreteBuilder1(){
this->Reset();
}
~ConcreteBuilder1(){
delete product;
}
void Reset(){
this->product= new Product1();
}
void ProducePartA()const override{
this->product->parts_.push_back("PartA1");
}
void ProducePartB()const override{
this->product->parts_.push_back("PartB1");
}
void ProducePartC()const override{
this->product->parts_.push_back("PartC1");
}
Product1* GetProduct() {
Product1* result= this->product;
this->Reset();
return result;
}
};
class Director{
private:
Builder* builder;
public:
void set_builder(Builder* builder){
this->builder=builder;
}
void BuildMinimalViableProduct(){
this->builder->ProducePartA();
}
void BuildFullFeaturedProduct(){
this->builder->ProducePartA();
this->builder->ProducePartB();
this->builder->ProducePartC();
}
};
void ClientCode(Director& director)
{
ConcreteBuilder1* builder = new ConcreteBuilder1();
director.set_builder(builder);
std::cout << "Standard basic product:\n";
director.BuildMinimalViableProduct();
Product1* p= builder->GetProduct();
p->ListParts();
delete p;
std::cout << "Standard full featured product:\n";
director.BuildFullFeaturedProduct();
p= builder->GetProduct();
p->ListParts();
delete p;
std::cout << "Custom product:\n";
builder->ProducePartA();
builder->ProducePartC();
p=builder->GetProduct();
p->ListParts();
delete p;
delete builder;
}
int main(){
Director* director= new Director();
ClientCode(*director);
delete director;
return 0;
}
执行结果:
Standard basic product:
Product parts: PartA1
Standard full featured product:
Product parts: PartA1, PartB1, PartC1
Custom product:
Product parts: PartA1, PartC1
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