11. 对象创建模式之 Builder模式（构建器）（不常用）

1. 动机

在软件系统中，有时候面临着“一个“复杂对象”的创建工作，其通常由各个部分的子对象用一定的算法构成；由于需求的变化，这个复杂对象的各个部分经常面临着剧烈的变化，但是将他们组合在一起的算法却相对稳定。
如何应对这种变化？如何提供一种“封装机制”来隔离出“复杂对象的各个部分“”的变化，从而保持系统中的“稳定构建算法”不随着需求改变而改变？

2. 代码示例

场景，游戏中新建房子，各种类型的房子，茅草屋、砖瓦房、别墅...

建房子几个流程是固定的：四面墙、房顶、门、窗...但是不同类型的房子，这些元素具体实现方式不同

// 场景：游戏新建房子
class House{
public:
    void Init(){
        this->BuildPart1();

        for (size_t i = 0; i < 4; i++){
            this->BuildPart2();
        }
        
        bool flag = this->BuildPart3();
        if (flag) {
            this->BuildPart4();
        }

        this->BuildPart5();
    }
protected:
    virtual void BuildPart1() = 0;;
    virtual void BuildPart2() = 0;
    virtual bool BuildPart3() = 0;
    virtual void BuildPart4() = 0;
    virtual void BuildPart5() = 0;
}

那可以这样做吗？将初始化动作放在子类里面，不行哈！！！因为构造函数中的调用数据静态绑定，它不会去调用子类的接口的，只会调用本类的接口，现在本类是个接口类，各个接口都是纯虚的，所以不行。

（为什么不能构造里面调用动态，简单说下，因为在子类构造之前，会先调用父类构造函数，如果调用父类构造的时候，再反过来调用子类的虚函数，这是违背基本的逻辑关系的，你得先生下来才能呀，子类都没有出生...）

// 场景：游戏新建房子
class House{
public:
    House(){
        this->BuildPart1();

        for (size_t i = 0; i < 4; i++){
            this->BuildPart2();
        }
        
        bool flag = this->BuildPart3();
        if (flag) {
            this->BuildPart4();
        }

        this->BuildPart5();
    }
protected:
    virtual void BuildPart1() = 0;;
    virtual void BuildPart2() = 0;
    virtual bool BuildPart3() = 0;
    virtual void BuildPart4() = 0;
    virtual void BuildPart5() = 0;
};

下面是具体实现

class StoneHouse : public House{
protected:
    virtual void BuildPart1(){
    }
    virtual void BuildPart2(){
    }
    virtual bool BuildPart3(){
    }
    virtual void BuildPart4(){
    }
    virtual void BuildPart5(){
    }
};

int main(){

    House *p_hose = new StoneHouse();
    p_hose->Init();
}

3. 课程后续优化（这节讲的有点乱，不建议服用）

其实做到这一步，Builder模式基本就完毕了，但是呢，还有优化的空间，如果House接口的Init过于复杂（导致这个类很大），其实可以将这个复杂的结构再提取成一个类，重构成：

// 场景：游戏新建房子
class House{
protected:
    virtual void BuildPart1() = 0;;
    virtual void BuildPart2() = 0;
    virtual bool BuildPart3() = 0;
    virtual void BuildPart4() = 0;
    virtual void BuildPart5() = 0;
};

// 场景：游戏新建房子
class HouseBuilder{
public:
    House *GetResult(){
        return house;
    }

protected:
    House *house;
    virtual void BuildPart1() = 0;;
    virtual void BuildPart2() = 0;
    virtual bool BuildPart3() = 0;
    virtual void BuildPart4() = 0;
    virtual void BuildPart5() = 0;
};

class StoneHouseBuilder : public HouseBuilder{
protected:
    virtual void BuildPart1(){
    }
    virtual void BuildPart2(){
    }
    virtual bool BuildPart3(){
    }
    virtual void BuildPart4(){
    }
    virtual void BuildPart5(){
    }
};

class HouseDirector{
    HouseBuilder *house;
public:
    HouseDirector(HouseBuilder *house){
        this->house = house;
    }
public:
    House* Construct()
    {
        house->BuildPart1();

        for (size_t i = 0; i < 4; i++){
            house->BuildPart2();
        }
        
        bool flag = house->BuildPart3();
        if (flag) {
            house->BuildPart4();
        }

        house->BuildPart5();

        return house->GetResult();
    }
};

HourseBuilder中组合了一个house指针，并负责稳定的构建工作，其实就是将Hourse拆分成了House和HourseBuilder两个类。

4. 模式定义

将一个复杂对象的构建和其表示相分离，使得同样的构建过程（稳定）可以创建不同的表示（变化）

5. 结构

6. 要点总结

Builder模式主要用于“分步骤构建一个复杂对象”。在其中“步骤”是一个稳定的算法，而复杂对象的各个部分则经常变化。
变化点在哪里，封装哪里--builder模式主要在于应对“复杂对象各个部分”的频繁需求变动。其缺点在于难以应对“分步骤构建算法”的需求变动。