C++，设计模式，【建造者模式】

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通俗易懂的建造者模式：手把手教你造电脑

一、现实中的建造者困境

想象你开了一家电脑组装店，客户经常提出这样的需求：

"我要i7处理器+32G内存+RTX4090显卡的电竞主机"
"给我配个i5处理器+16G内存+核显的办公机"
"这个配置能不能换成1TB固态硬盘？"

直接在代码里写N个if-else会变成这样：

Computer buildComputer(string type) {Computer c;if (type == "gaming") {c.cpu = "i7";c.ram = "32G";//...其他20个部件配置} else if (type == "office") {//...重复代码}return c;
}

当需要新增配置项时，所有条件分支都要修改。这时候就需要【建造者模式】登场了！

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二、建造者模式核心思想

将复杂对象的构建过程与它的表示分离，让同样的构建过程可以创建不同的表示。

🌰 举个栗子：
就像乐高积木，同样的基础零件（CPU/内存/硬盘），通过不同的搭建顺序（建造者），可以造出赛车（游戏电脑）或房屋（办公电脑）。

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三、代码实战：组装电脑

1. 产品类 - 电脑

class Computer {
public:void setCPU(string cpu) { this->cpu = cpu; }void setRAM(string ram) { this->ram = ram; }void setGPU(string gpu) { this->gpu = gpu; }void showConfig() {cout << "【电脑配置】\n"<< "CPU: "<< cpu << "\n"<< "内存: "<< ram << "\n"<< "显卡: "<< gpu << endl;}private:string cpu = "i3";string ram = "8G";string gpu = "集成显卡";
};

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2. 抽象建造者 - 装机师傅

class ComputerBuilder {
public:virtual ~ComputerBuilder() = default;virtual void buildCPU() = 0;virtual void buildRAM() = 0;virtual void buildGPU() = 0;virtual Computer* getComputer() = 0;
};

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3. 具体建造者 - 电竞主机版

class GamingComputerBuilder : public ComputerBuilder {Computer* computer = new Computer();public:void buildCPU() override { computer->setCPU("i7-13700K"); }void buildRAM() override { computer->setRAM("32G DDR5"); }void buildGPU() override { computer->setGPU("RTX 4090"); }Computer* getComputer() override { return computer; }
};

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4. 具体建造者 - 办公主机版

class OfficeComputerBuilder : public ComputerBuilder {Computer* computer = new Computer();public:void buildCPU() override { computer->setCPU("i5-12400"); }void buildRAM() override { computer->setRAM("16G DDR4"); }void buildGPU() override { /* 使用核显 */ }Computer* getComputer() override { return computer; }
};

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5. 指挥官 - 装机总控

class Director {ComputerBuilder* builder;public:void setBuilder(ComputerBuilder* b) { builder = b; }Computer* construct() {builder->buildCPU();builder->buildRAM();builder->buildGPU();return builder->getComputer();}
};

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6. 客户端使用

int main() {Director director;// 组装电竞主机director.setBuilder(new GamingComputerBuilder());Computer* gamingPC = director.construct();gamingPC->showConfig();// 组装办公主机director.setBuilder(new OfficeComputerBuilder());Computer* officePC = director.construct();officePC->showConfig();return 0;
}

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四、模式优势解析

1️⃣ 解耦复杂度：把20个配置项分散到不同建造者中
2️⃣ 开闭原则：新增配置项只需加建造者，不改现有代码
3️⃣ 去重复：组装流程统一在Director中管理
4️⃣ 可视化配置：客户端代码像搭积木一样清晰

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五、适用场景速查表

场景	适用建造者模式？
对象构造过程复杂	✔️
需要不同表示的同类产品	✔️
构造过程需要分步控制	✔️
简单对象构造	❌

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六、模式全家福

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七、常见误区提醒

❌ 不要为了用模式而用模式（简单对象不需要）
❌ 当构造过程需要动态变化时，考虑使用工厂模式
✅ 当出现大量if-else构造代码时，就是建造者的信号

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八、现实应用案例

1. Java的StringBuilder
2. SQL查询构建器（如Hibernate）
3. LaTeX文档生成器
4. 软件安装程序的配置向导

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掌握建造者模式，就像拿到了对象构造的"乐高说明书"。下次面对复杂对象的组装需求，试着用这个模式解耦你的代码，让系统像模块化积木一样灵活可扩展！