1 - 什么是建造者模式？

建造者模式（Builder Pattern），也稱生成器模式，是創(chuàng)建型模式的一種。使用多個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)象一步一步創(chuàng)建一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象，將一個(gè)復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程與這個(gè)對(duì)象的具體表示進(jìn)行分離，使得同樣的構(gòu)建過(guò)程可以創(chuàng)建不同的表示。

通俗來(lái)說(shuō)就是，使用電腦或手機(jī)的人，不需要知道電腦和手機(jī)是怎樣裝配出來(lái)的，也不需要知道電腦和手機(jī)的裝配順序和細(xì)節(jié)，他們只需要關(guān)心如何獲得手機(jī)和電腦，以及怎樣使用它們，就可以了。

上面的定義看起來(lái)有點(diǎn)繞口難懂，可以把以上定義拆開(kāi)來(lái)分別說(shuō)明，

“復(fù)雜對(duì)象的構(gòu)建過(guò)程”是指一款產(chǎn)品的創(chuàng)建過(guò)程，它是表示一個(gè)過(guò)程，比如電腦的創(chuàng)建過(guò)程，手機(jī)的創(chuàng)建過(guò)程。

“這個(gè)對(duì)象的具體表示”是表示一個(gè)具體的產(chǎn)品，是指經(jīng)歷過(guò)創(chuàng)建過(guò)程而生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品，比如電腦，手機(jī)。

建造者模式把“構(gòu)建過(guò)程”和“具體表示”都抽象出來(lái)，可以很好地封裝一款產(chǎn)品的構(gòu)建過(guò)程，使用者不需要關(guān)心具體的構(gòu)建過(guò)程和細(xì)節(jié)，而且對(duì)于一款產(chǎn)品的構(gòu)建過(guò)程順序可以隨時(shí)調(diào)整。

建造者模式涉及4種參與角色：產(chǎn)品類Product，抽象建造者Builder，具體建造者ConcreteBuilder，指揮者（也稱調(diào)用者）Director。這4種參與角色的具體說(shuō)明如下：

產(chǎn)品類Product：指具體產(chǎn)品的抽象，比如手機(jī)，電腦，等等，這些產(chǎn)品都有復(fù)雜的構(gòu)建過(guò)程。

抽象建造者Builder：指對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行抽象，這指示一個(gè)過(guò)程的抽象，并不是具體的實(shí)例，比如，手機(jī)制造過(guò)程，涉及到ROM、SRAM、CPU、攝像頭、屏幕，等等。

具體建造者ConcreteBuilder：通過(guò)繼承抽象建造者Builder而進(jìn)行實(shí)例化的對(duì)象，是一個(gè)具體實(shí)例，比如，水果手機(jī)建造者fruit_phone_builder，笑瞇瞇手機(jī)建造者xiaomimi_phone_builder

指揮者（也稱調(diào)用者）Director：指揮者是指，調(diào)用以上具體建造者的抽象類，通過(guò)調(diào)用不同的建造者，從而構(gòu)建出不同類型的手機(jī)，然后調(diào)用這些手機(jī)對(duì)象完成不同的功能。需要注意的是，指揮者不包含具體的產(chǎn)品對(duì)象，產(chǎn)品對(duì)象是包含在具體建造者角色里面的。

圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

2 – 什么情況下要用建造者模式？

以下情況可以考慮使用建造者模式：

（1）產(chǎn)品有比較復(fù)雜的內(nèi)在結(jié)構(gòu)且由多個(gè)對(duì)象組合而成，比如手機(jī)和電腦的主板，由CPU，內(nèi)存，硬盤等等組成。

（2）產(chǎn)品有比較復(fù)雜的構(gòu)建過(guò)程，涉及比較多的構(gòu)建步驟。

（3）隨著構(gòu)建過(guò)程順序不同，會(huì)產(chǎn)生不同的產(chǎn)品。

舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，比如生產(chǎn)手機(jī)主板，手機(jī)主板是一個(gè)比較復(fù)雜的產(chǎn)品對(duì)象，不管是哪個(gè)品牌的手機(jī)主板，都要涉及到存儲(chǔ)ROM，運(yùn)行內(nèi)存SRAM，處理器CPU，以及攝像頭Camera，等等零部件。

這些零部件是一個(gè)個(gè)單獨(dú)的對(duì)象，而手機(jī)主板則是由這些零部件組成的一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象，使用手機(jī)主板的人，不關(guān)心手機(jī)主板的組裝過(guò)程，以及使用零部件的組裝順序，他們只關(guān)心最終組裝出來(lái)的手機(jī)主板。

3 – 如何使用建造者模式？

還是以手機(jī)主板裝配為例，由于建造者模式涉及到4種主要角色：產(chǎn)品類Product，抽象建造者Builder，具體建造者ConcreteBuilder，指揮者（也稱調(diào)用者）Director。

因此，在程序代碼里面，需要為這4種主要角色進(jìn)行代碼編寫。

1. 先創(chuàng)建phone.h文件，包含一個(gè)手機(jī)主板抽象類struct phone，這個(gè)手機(jī)主板抽象類主要包含了手機(jī)主板的各種配置信息，比如ROM和SRAM的容量，CPU型號(hào)，以及攝像頭像素，并且提供了函數(shù)接口去填充這些配置信息。

2. 在phone.c文件里面，主要實(shí)現(xiàn)了struct phone結(jié)構(gòu)體的函數(shù)接口，在這些函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)里面，填充了手機(jī)的具體配置信息，代碼如下圖所示。

3. 然后在phone_builder.h里面，聲明一個(gè)建造者的抽象類，注意，這只是建造者的一個(gè)抽象，并不代表具體的建造者，這個(gè)建造者抽象類提供了一系列接口，可以讓不同的手機(jī)主板制造商去繼承對(duì)接，如下圖所示。

4. 接下來(lái)，到具體的建造者角色，建造者角色可以有很多個(gè)，因?yàn)樯a(chǎn)手機(jī)主板的廠家會(huì)有很多，一般都繼承自抽象建造者，建造者角色是一個(gè)真正具體的實(shí)例，并且提供其父類phone_builder的具體實(shí)現(xiàn)，以fruit_phone_builder.h為例，如下圖所示。

編輯：黃飛