设计模式 模式PK：工厂模式VS建造者模式

Posted 2020-10-05 渔舟唱晚

1、概述

　　工厂方法模式注重的是整体对象的创建方法，而建造者模式注重的是部件构建的过程，旨在通过一步一步地精确构造创建出一个复杂的对象。我们举个简单例子来说明两者的差异，如要制造一个超人，如果使用工厂方法模式，直接产生出来的就是一个力大无穷、能够飞翔、内裤外穿的超人；而如果使用建造者模式，则需要组装手、头、脚、躯干等部分，然后再把内裤外穿，才能创造一个超人。

2、工厂方法建造超人

2.1 类图

　　首先我们按照工厂方法创造超人，我们来看类图。类图中我们按照年龄段把超人分为两种类型：成年超人（如克拉克、超能先生）和未成年超人（如Dash、Jack）。这是一个非常正宗的工厂方法模式，定义一个产品的接口，然后再定义两个实现，通过超人制造工厂制造超人。

2.2 代码实现

2.2.1 抽象超人

　　想想看我们对超人最大印象是什么？当然是他的超能力，我们以specialTalent（特殊天赋）方法来代表，先看抽象产品类。

class CISuperMan
{
public:
    CISuperMan(){};
    ~CISuperMan(){};
    virtual void mvSpecialTalent() = 0;
};

2.2.2 成年超人

　　产品的接口定义好了，我们再来看具体的产品。先看成年超人，很简单。

class CAdultSuperMan : public CISuperMan
{
public:
    CAdultSuperMan(){};
    ~CAdultSuperMan(){};
    void mvSpecialTalent()
    {
        cout << "超人力大无穷" << endl;
    }
};

2.2.3 未成年超人

class ChildSuperMan : public CISuperMan
{
public:
    ChildSuperMan(){};
    ~ChildSuperMan(){};
    void mvSpecialTalent()
    {
        cout << "小超人的能力是刀枪不入、 快速运动" << endl;
    }
};

2.2.4 工厂

　　产品都具备，那我们编写一个工厂类，其意图就是生产超人，具体是成年超人还是未成年超人，则由客户端决定。

class CSuperManFactory
{
public:
    CSuperManFactory(){};
    ~CSuperManFactory(){};
    CISuperMan *mopCreateSuperMan(string sType)
    {
        if ("adult" == sType)
        {
            return new CAdultSuperMan;
        }
        else if ("child" == sType)
        {
            return new CChildSuperMan;
        }
        else
        {
            return NULL;
        }
    }
};

2.2.5 调用

　　产品有了，工厂类也有了，剩下的工作就是开始生产超人。

int main()
{
    CSuperManFactory o_factory;
    CISuperMan *op_super = o_factory.mopCreateSuperMan("adult");
    op_super->mvSpecialTalent();

    return 0;
}

2.3 总结

　　建立了一个超人生产工厂，年复一年地生产超人，对于具体生产出的产品，不管是成年超人还是未成年超人，都是一个模样：深蓝色紧身衣、胸前S标记、内裤外穿，没有特殊的地方。但是我们的目的达到了——生产出超人，这就是我们的意图。具体怎么生产、怎么组装，这不是工厂方法模式要考虑的，也就是说，工厂模式关注的是一个产品整体，生产出的产品应该具有相似的功能和架构。

　　注意：通过工厂方法模式生产出对象，然后由客户端进行对象的其他操作，但是并不代表所有生产出的对象都必须具有相同的状态和行为，它是由产品所决定。

3、建造者模式建造超人

3.1 类图

　　我们在抽象建造者上使用了模板方法模式，每一个建造者都必须返回一个产品，但是产品是如何制造的，则由各个建造者自己负责。

3.2 代码

3.2.1 产品类

　　超人这个产品是由三部分组成：躯体、特殊技能、身份标记，这就类似于电子产品，首先生产出一个固件，然后再安装一个灵魂（软件驱动），最后再打上产品标签。一个崭新的产品就诞生。我们的超人也是这样生产的，先生产一个普通的躯体，然后注入特殊技能，最后打上S标签，一个超人生产完毕。

class CSuperMan
{
public:
    CSuperMan(){};
    ~CSuperMan(){};

    string msGetBody() { return msBody; };
    void mvSetBody(const string &sBody) { msBody = sBody; };

    string msGetSpecialTalent() { return msSpecialTalent; };
    void mvSetSpecialTalent(const string &sSpecialTalent) { msSpecialTalent = sSpecialTalent; };

    string msGetSpecialSymbol() { return msSpecialSymbol; };
    void mvSetSpecialSymbol(const string &sSpecialSymbol) { msSpecialSymbol = sSpecialSymbol; };

private:
    string msBody;             //超人的躯体
    string msSpecialTalent;    //超人的特殊技能
    string msSpecialSymbol;    //超人的标志
};

3.2.2 抽象建造者

　　一个典型的模板方法模式，超人的各个部件（躯体、灵魂、标志）都准备好了，具体怎么组装则是由实现类来决定。

class CBuilder
{
protected:
    CBuilder() { mopSuperMan = new CSuperMan; };
    ~CBuilder();

    void mvSetBody(const string &sBody) { this->mopSuperMan->mvSetBody(sBody); };
    void mvSetSpecialTalent(const string &sSpecialTalent) { this->mopSuperMan->mvSetSpecialTalent(sSpecialTalent); };
    void mvSetSpecialSymbol(const string &sSpecialSymbol) { this->mopSuperMan->mvSetSpecialSymbol(sSpecialSymbol); };

public:
    virtual CSuperMan  *mopGetSuperMan() = 0;

protected:
    CSuperMan *mopSuperMan;
};

3.2.3 成年超人

　　设计模式只是提供了一个解决问题的意图：复杂对象的构建与它的表示分离，而没有具体定出一个设计模式必须是这样的实现，必须是这样的代码，灵活运用模式才是其根本，我们通过模版方法加上建造者模式来建造超人。

class CAdultSuperManBuilder : public CBuilder
{
public:
    CAdultSuperManBuilder(){};
    ~CAdultSuperManBuilder(){};

    CSuperMan  *mopGetSuperMan()
    {
        mvSetBody("强壮的躯体");
        mvSetSpecialTalent("会飞行");
        mvSetSpecialSymbol("胸前带S标记");

        return mopSuperMan;
    }
};

3.2.4 未成年超人

class CChildSuperManBuilder : public CBuilder
{
public:
    CChildSuperManBuilder(){};
    ~CChildSuperManBuilder(){};

    CSuperMan  *mopGetSuperMan()
    {
        mvSetBody("强壮的躯体");
        mvSetSpecialTalent("刀枪不入");
        mvSetSpecialSymbol("胸前带S标记");

        return mopSuperMan;
    }
};

　　大家注意看我们这两个具体的建造者，它们都关注了产品的各个部分，在某些应用场景下甚至会关心产品的构建顺序，即使是相同的部件，装配顺序不同，产生的结果也不同，这也正是建造者模式的意图：通过不同的部件、不同装配产生不同的复杂对象。

3.2.5 导演类

　　导演类很简单就不多说了。

class CDirector {
public:
    CDirector(){};
    ~CDirector(){};
    //两个建造者的应用
    CBuilder *mopAdultBuilder = new CAdultSuperManBuilder();
    //未成年超人的建造者
    CBuilder *CChildBuilder = new CChildSuperManBuilder();
    //建造一个成年、 会飞行的超人
    CSuperMan *mopGetAdultSuperMan(){ return mopAdultBuilder->mopGetSuperMan();     } 
    // 建造一个未成年、 刀枪不入的超人
    CSuperMan *mopGetChildSuperMan(){ return CChildBuilder->mopGetSuperMan(); }
};

3.2.6 场景调用

int main()
{
    CDirector o_director;

    //建造一个成年超人
    CSuperMan *op_adult = o_director.mopGetAdultSuperMan();

    // 展示超人信息
    cout << op_adult->msGetSpecialTalent().c_str() << endl;

    return 0;
}

　　这个场景类的写法与工厂方法模式是相同的，但是你可以看到，在建立超人的过程中，建造者必须关注超人的各个部件，而工厂方法模式则只关注超人的整体，这就是两者的区别。

4、总结

　　工厂方法模式和建造者模式都属于对象创建类模式，都用来创建类的对象。但它们之间的区别还是比较明显的。

　　● 意图不同

　　在工厂方法模式里，我们关注的是一个产品整体，如超人整体，无须关心产品的各部分是如何创建出来的；但在建造者模式中，一个具体产品的产生是依赖各个部件的产生以及装配顺序，它关注的是“由零件一步一步地组装出产品对象”。简单地说，工厂模式是一个对象创建的粗线条应用，建造者模式则是通过细线条勾勒出一个复杂对象，关注的是产品组成部分的创建过程。

　　● 产品的复杂度不同

　　工厂方法模式创建的产品一般都是单一性质产品，如成年超人，都是一个模样，而建造者模式创建的则是一个复合产品，它由各个部件复合而成，部件不同产品对象当然不同。这不是说工厂方法模式创建的对象简单，而是指它们的粒度大小不同。一般来说，工厂方法模式的对象粒度比较粗，建造者模式的产品对象粒度比较细。
　　两者的区别有了，那在具体的应用中，我们该如何选择呢？是用工厂方法模式来创建对象，还是用建造者模式来创建对象，这完全取决于我们在做系统设计时的意图，如果需要详细关注一个产品部件的生产、安装步骤，则选择建造者，否则选择工厂方法模式。