使用 Fluent API 的 Builder 模式

Builder Pattern 将对象的创建与对象本身分离。背后的主要思想是对象不必为自己的创建负责。复杂对象的正确和有效组装本身可能是一项复杂的任务，因此可以将此任务委派给另一个类。

受 C#中的 Email Builder 的启发，我决定在这里制作一个 C++版本。Email 对象不一定是非常复杂的对象，但它可以演示模式。

#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>

using namespace std;

// Forward declaring the builder
class EmailBuilder;

class Email
{
  public:
    friend class EmailBuilder;  // the builder can access Email's privates
    
    static EmailBuilder make();
    
    string to_string() const {
        stringstream stream;
        stream << "from: " << m_from
               << "\nto: " << m_to
               << "\nsubject: " << m_subject
               << "\nbody: " << m_body;
        return stream.str();
    }
    
  private:
    Email() = default; // restrict construction to builder
    
    string m_from;
    string m_to;
    string m_subject;
    string m_body;
};

class EmailBuilder
{
  public:
    EmailBuilder& from(const string &from) {
        m_email.m_from = from;
        return *this;
    }
    
    EmailBuilder& to(const string &to) {
        m_email.m_to = to;
        return *this;
    }
    
    EmailBuilder& subject(const string &subject) {
        m_email.m_subject = subject;
        return *this;
    }
    
    EmailBuilder& body(const string &body) {
        m_email.m_body = body;
        return *this;
    }
    
    operator Email&&() {
        return std::move(m_email); // notice the move
    }
    
  private:
    Email m_email;
};

EmailBuilder Email::make()
{
    return EmailBuilder();
}

// Bonus example!
std::ostream& operator <<(std::ostream& stream, const Email& email)
{
    stream << email.to_string();
    return stream;
}

int main()
{
    Email mail = Email::make().from("me@mail.com")
                              .to("you@mail.com")
                              .subject("C++ builders")
                              .body("I like this API, don't you?");
                              
    cout << mail << endl;
}

对于旧版本的 C++，可以忽略 std::move 操作并从转换运算符中删除&&（尽管这将创建临时副本）。

构建器在发布 operator Email&&() 构建的电子邮件时完成其工作。在此示例中，构建器是临时对象，并在销毁之前返回电子邮件。你还可以使用像 Email EmailBuilder::build() {...} 这样的显式操作，而不是转换运算符。

通过建设者

Builder Pattern 提供的一个很棒的功能是能够**使用多个 actor 一起构建一个对象。**这是通过将构建器传递给其他 actor 来完成的，每个 actor 都会向构建的对象提供更多信息。当你构建某种查询，添加过滤器和其他规范时，这非常强大。

void add_addresses(EmailBuilder& builder)
{
    builder.from("me@mail.com")
           .to("you@mail.com");
}

void compose_mail(EmailBuilder& builder)
{
    builder.subject("I know the subject")
           .body("And the body. Someone else knows the addresses.");
}

int main()
{
    EmailBuilder builder;
    add_addresses(builder);
    compose_mail(builder);
    
    Email mail = builder;
    cout << mail << endl;
}

设计变体：可变对象

你可以更改此模式的设计以满足你的需求。我会给一个变种。

在给定的示例中，Email 对象是不可变的，即，它的属性无法修改，因为无法访问它们。这是一个理想的功能。如果你需要在创建对象后对其进行修改，则必须为其提供一些 setter。由于这些 setter 将在构建器中重复，因此你可以考虑在一个类中完成所有操作（不再需要构建器类）。不过，我认为首先需要使构建的对象变得可变。