设计模式学习-装饰器模式

设计模式学习-装饰器模式

文章理论部分感谢以下链接

http://www.runoob.com/design-pattern/decorator-pattern.html

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。它模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

装饰器模式介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

应用实例： 1、孙悟空有 72 变，当他变成”庙宇”后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。



抽象基类：

1、Component:定义一个对象接口,可以为这个接口动态的添加职责.

2、Decorator:维持一个指向Component的指针,并且有一个和Component一致的接口函数.

接口函数：

1、Component::Operation:这个接口函数由 Component 声明,因此 Component的派生类都需要实现,可以在这个接口函数的基础上给它动态添加职责。

解析：

Decorator的派生类可以为ConcreateComponent类的对象动态的添加职责,或者可以这么说Decorator的派生类装饰ConcreateComponent类的对象。具体是这么实现的,首先初始化一个ConcreateComponent类的对象(被装饰者),采用这个对象去生成一个Decorator对象(装饰者),之后对Operation函数的调用则是对这个Decorator对象成员函数的多态调用。这里的实现要点是Decorator类和ConcreateComponent类都继承自Component,从而两者的接口函数是一致的;其次,Decorator维护了一个指向Component的指针,从而可以实现对Component::Operation函数的动态调用。

实现演练

1、首先对应UML结构体的实现代码

#include<iostream>
using namespace std;
//抽象基类,定义一个对象接口,可以为这个接口动态的添加职责.
class Component
{
public:
Component(){}
virtual ~Component(){}
//纯虚函数,由派生类实现
virtual void Operation()=0;
};
//抽象基类,维护一个指向Component对象的指针
class Decorator:public Component
{
public:
Decorator(Component* com)
{
this->_com = com;
}
virtual ~Decorator()
{
delete _com;
}
void Operation(){}
protected:
Component* _com;
};
//派生自Component,在这里表示需要给它动态添加职责的类
class ConcreteComponent:public Component
{
public:
ConcreteComponent(){}
~ConcreteComponent(){}
void Operation()
{
cout<<"ConcreteComponent operator.."<<endl;
}
};
//派生自Decorator,这里代表为ConcreateComponent动态添加职责的类
class ConcreteDecorator:public Decorator
{
public:
ConcreteDecorator(Component* com):Decorator(com){}
virtual ~ConcreteDecorator(){}
virtual void Operation()
{
_com->Operation();
this->AddedBehavior();
}
void AddedBehavior()
{
cout<<"ConcreteDecorator::AddedBehavior..."<<endl;
}
};
int main()
{
//初始化一个Component对象
Component* com = new ConcreteComponent();
//采用这个Component对象去初始化一个Decorator对象，
//这样就可以为这个Component对象动态添加职责
Decorator* dec = new ConcreteDecorator(com);
dec->Operation();
delete dec;
return 0;
}

2、一个绘制不同的形状的程序，现在为每个形状添加颜色

（1）创建一个图形的接口。

class Shape
{
public:
Shape(){}
virtual ~Shape(){}
//纯虚函数,由派生类实现
virtual void Draw()=0;
};

（2）创建实现接口的实体类。

class Rectangle:public Shape
{
public:
Rectangle(){}
~Rectangle(){}
void Draw ()
{
cout<<"draw Rectangle"<<endl;
}
};
//Circle
class Circle :public Shape
{
public:
Circle (){}
~Circle (){}
void Draw ()
{
cout<<"draw Circle!"<<endl;
}
};

（3）创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类。

class Decorator:public Shape
{
public:
Decorator(Shape* com)
{
this->m_com = com;
}
virtual ~Decorator()
{
delete m_com;
}
void Draw(){}
protected:
Shape* m_com;
};

（4）创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类。

class RedShapeDecorator : public Decorator
{
public:
RedShapeDecorator(Shape *s):Decorator(s){}

virtual ~RedShapeDecorator(){}
virtual void Draw()
{
m_com->Draw();
setRedBorder();
}

private:
void setRedBorder()
{
cout<<"Border Color: Red"<<endl;
}
};

（5）

void main()
{

Shape *circle = new Circle();
Shape *redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());

Shape *redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
cout<<"Circle with normal border";
circle->Draw();

cout<<"\nCircle of red border";
redCircle->Draw();

cout<<"\nRectangle of red border";
redRectangle->Draw();
}