Design Patterns - Builder

Creational Patterns - Builder

Intent

복잡한 객체를 생성하는 방법과 표현하는 방법을 정의하는 클래스를 별도로 분리하여, 서로 다른 표현이라도 이를 생성할 수 있는 동일한 절차를 제공할수 있도록 함

Utility

• 복합 객체를 생성하는 알고리즘이 객체를 구성하는 요소 부분과 이들을 조립하는 방법에 독립적일 때
• 구성할 객체들의 표현이 서로 다르더라도 생성 절차에서 이를 지원해야 할 때

Structure

Elements

• Builder
  • Product 객체의 일부 요소들을 생성하기 위한 추상 인터페이스를 정의
• ConcreteBuilder
  • Builder 클래스에 정의된 인터페이스를 구현하고, Product 의 부품들을 모아 Builder 를 구성
  • 생성한 요소의 표현을 정의하고 관리
  • 제품을 검색하기 위한 인터페이스를 제공
• Director
  • Builder 인터페이스를 사용하는 객체를 구성
• Product
  • 생성할 복합 객체를 표현
  • ConcreteBuilder 는 Product 의 내부 표현을 구축하고, 복합 객체가 어떻게 구성되는지에 대한 절차를 정의

Diagram

Feature

• 제품에 대한 내부 표현을 다양하게 변화 가능
  • Builder 를 사용하면 Product 이 어떤 요소에서 구성되는지, 그리고 각 요소들의 표현방법이 무엇인지 판단 가능하다.
  • 새로운 Product 의 표현 방법이나 구성 방법이 변경되면, 이에 대하여 Builder 클래스의 서브 클래스를 정의하면 된다.
• 생성과 표현에 대한 코드를 분리
  • 복합 객체의 생성과 내부 표현 방법을 별도의 모듈로 관리 가능하다,
  • ConcreteBuilder 는 특정 종류의 Product 을 생성하고 조립하는데 필요한 모든 연산을 포함한다.
• 복합 객체를 생성하는 절차의 세분화
  • 복합 객체를 생성할 떄, Director 의 통제 아래 하나씩 내부 구성요소를 만들어 나간다.
  • Builder 클래스의 인터페이스에는 Product 를 생성하는 과정 자체가 반영되어 있다.

Implementation

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Product
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class Display {
public:
  void setWidth(const int width) { m_width = width; }
  void setHeight(const int height) {m_height = height; }
  void setOS(const std::string& os) { m_os = os; }

private:
  int m_width;
  int m_height;
  std::string m_os;
};

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Builder(AbstractBuilder)
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class DisplayBuilder {
public:
  virtual ~DisplayBuilder() {}

  void createDisplay() { m_display = new Display(); }

  Display* getDisplay() const { return m_display; }

  virtual buildWidth(const int width) = 0;
  virtual buildHeight(const int height) = 0;
  virtual buildOs() = 0;

protected:
  Display* m_display = nullptr;
};

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// ConcreteBuilder
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class WinDisplayBuilder : public DisplayBuilder {
public:
  void buildWidth(const int width) override {
     m_person->setWidth(width);
  }

  void buildHeight(const int height) override { 
    m_person->setHeight(height); 
  }

  void buildOs() override { 
    m_person->setOS("WINDOW"); 
  }
};

class OSXDisplayBuilder : public DisplayBuilder {
public:
  void buildWidth(const int width) override { 
    m_person->setWidth(width); 
  }

  void buildHeight(const int height) override { 
    m_person->setHeight(height); 
  }

  void buildOs() override { 
    m_person->setOS("OSX"); 
  }
};

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Director
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
class DisplayDirector {
public:
  void setDisplayBuilder(DisplayBuilder* displayBuilder) {
    m_displayBuilder = displayBuilder; 
  }
  
  Display* constructDisplay(const int width, const int height) {
    m_displayBuilder->createDisplay();

    m_displayBuilder->buildWidth(width);
    m_displayBuilder->buildHeight(height);
    m_displayBuilder->buildOs();

    return m_displayBuilder->getDisplay();
  }

private:
  DisplayBuilder* m_displayBuilder = nullptr;
};


...

  // product, builer, director 객체 생성
  Display* display = nullptr;
  DisplayDirector director;

  // 상황에 따라 ConcreteBuilder 선택
  if(isWindow())
    director.setDisplayBuilder(new WinDisplayBuilder());
  else
    director.setDisplayBuilder(new OSXDisplayBuilder());

  // 적용된 ConcreteBuilder에서 객체 생성
  display = director.constructDisplay(600, 400);
  
...

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참고. Design Patterns : Elements of Reusable Object-Oriented Software - Erich Gamma

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