builder

Builder 建造者模式（C++）

意图

将一个复杂对象的构建过程与其表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。客户端无需了解装配细节，只需选择建造者和（可选的）指挥流程。

架构图

生活类比：装机店流水线：指挥者拿「办公机 / 游戏主机 / 工作站」图纸发令，装配师傅一步步装 CPU、内存、硬盘、显卡，最后交出一台电脑。客户也可以绕过图纸自由拼。

flowchart LR
    classDef client fill:#C2E5FF,stroke:#007AD2,color:#1E1E1E
    classDef abs fill:#DCCCFF,stroke:#874FFF,color:#1E1E1E
    classDef concrete fill:#CDF4D3,stroke:#3E9B4B,color:#1E1E1E
    classDef extra fill:#FFE0C2,stroke:#EB7500,color:#1E1E1E
    classDef shared fill:#FFECBD,stroke:#E8A302,color:#1E1E1E
    classDef hub fill:#C6FAF6,stroke:#5AD8CC,color:#1E1E1E
    customer["客户"]
    director["Director 指挥者拿图纸"]
    builder["ComputerBuilder 装配师傅"]
    customer -->|"点预设套餐"| director
    director -->|"按步骤发令"| builder
    customer -->|"也可以自由拼"| builder
    builder -->|"set_cpu"| cpu["CPU"]
    builder -->|"set_memory"| mem["内存"]
    builder -->|"set_storage"| disk["硬盘"]
    builder -->|"set_gpu"| gpu["显卡"]
    builder ==> pc[("Computer 成品")]
    class customer client
    class director extra
    class builder abs
    class cpu,mem,disk,gpu,pc concrete

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图中角色	本仓库示例
指挥者	ComputerDirector 预设装配顺序
装配师傅	ComputerBuilder 链式分步接口
成品	Computer

23 张图的完整图鉴见 docs/README.md。

适用场景

• 创建复杂对象的算法应独立于该对象的组成部分及其装配方式
• 同一个构建过程需要产出多种不同表示（游戏主机 vs 办公主机）
• 需要对构建过程进行精细控制，允许分步骤、按需装配

实现方式

Computer 是产品；ComputerBuilder 声明 build_cpu/build_ram/build_storage/build_gpu 四个步骤并返回 *this 支持链式调用；GamingComputerBuilder、OfficeComputerBuilder 提供不同装配细节；Director 封装固定的装配顺序：

std::unique_ptr<Computer> Director::construct() {
    builder_.build_cpu().build_ram().build_storage().build_gpu();
    return builder_.result();
}

客户端也可以绕开 Director，直接调用建造者的部分步骤，得到定制化的产品（见 main.cpp 中的“自定义配置”）。

文件说明

文件	说明
computer.h	Computer 产品、抽象建造者、两个具体建造者、Director 的声明
computer.cpp	各步骤的具体实现
main.cpp	通过 Director 产出预设配置，并演示绕开 Director 的自定义装配
Makefile	编译与运行

编译与运行

make        # 编译
make run    # 编译并运行
make clean  # 清理

输出示例

=== 建造者模式：分步组装 Computer ===

[游戏主机预设] CPU=Intel Core i9-14900K, 内存=32GB DDR5, 存储=2TB NVMe SSD, 显卡=NVIDIA RTX 4090
[办公主机预设] CPU=Intel Core i5-13400, 内存=16GB DDR4, 存储=512GB SSD, 显卡=无独立显卡
[自定义配置]   CPU=Intel Core i9-14900K, 内存=32GB DDR5, 存储=未指定, 显卡=无独立显卡

要点

1. 构建与表示分离 — Director 只知道装配顺序，不知道每一步具体做了什么
2. 链式调用 — 每个 build_xxx() 返回 ComputerBuilder&，可以流畅地连写
3. result() 后建造者自动复位，可以连续建造多个产品而不互相污染
4. Director 可选 — 客户端既可以用 Director 走预设流程，也可以直接操作 Builder 定制装配