[C++设计模式] decorator 装饰者模式

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《head first》中 的例子：咖啡店有各种咖啡饮料，可以往咖啡里面加各种调料变成另一种饮料，如果使用继承的方式来为每一种饮料设计一个类，代码的复杂度很容易膨胀，而且会继承父类的所有特性，由于继承为类型引入的静态特质，使得这种扩展方式缺乏灵活性；同时，又掉入了另一个陷阱，随着扩展功能的增多，子类也会增多，各种子类的组合，就会导致类的膨胀，最后，就会被淹没在类的海洋。

这时大神们就发明了装饰者模式，在不修改现在有接口和实现类的基础上实现功能或者状态的添加。

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

装饰模式能够实现动态的为对象添加功能，是从一个对象外部来给对象添加功能。通常给对象添加功能，要么直接修改对象添加相应的功能，要么派生对应的子类来扩展，抑或是使用对象组合的方式。显然，直接修改对应的类这种方式并不可取。在面向对象的设计中，而我们也应该尽量使用对象组合，而不是对象继承来扩展和复用功能。装饰器模式就是基于对象组合的方式，可以很灵活的给对象添加所需要的功能。装饰器模式的本质就是动态组合。动态是手段，组合才是目的。总之，装饰模式是通过把复杂的功能简单化，分散化，然后再运行期间，根据需要来动态组合的这样一个模式。它使得我们可以给某个对象而不是整个类添加一些功能。

Component:定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责；


ConcreteComponent:定义一个具体的Component，继承自Component，重写了Component类的虚函数；


Decorator:维持一个指向Component对象的指针，该指针指向需要被装饰的对象；并定义一个与Component接口一致的接口；


ConcreteDecorator:向组件添加职责。

使用场景：

1，在不影响其他对象的情况下，以动态的，透明的方式给单个对象添加职责；

2，处理那些可以撤销的职责；

3，当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能存在大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

示例代码：

#include <iostream>
using namespace std;
class Component
{
public:
     virtual void Operation() = 0;
};
class ConcreteComponent : public Component
{
public:
     void Operation()
     {
          cout<<"I am no decoratored ConcreteComponent"<<endl;
     }
};
class Decorator : public Component
{
public:
     Decorator(Component *pComponent) : m_pComponentObj(pComponent) {}
     void Operation()
     {
          if (m_pComponentObj != NULL)
          {
               m_pComponentObj->Operation();
          }
     }
protected:
     Component *m_pComponentObj;
};
class ConcreteDecoratorA : public Decorator
{
public:
     ConcreteDecoratorA(Component *pDecorator) : Decorator(pDecorator){}
     void Operation()
     {
          AddedBehavior();
          Decorator::Operation();
     }
     void  AddedBehavior()
     {
          cout<<"This is added behavior A."<<endl;
     }
};
class ConcreteDecoratorB : public Decorator
{
public:
     ConcreteDecoratorB(Component *pDecorator) : Decorator(pDecorator){}
     void Operation()
     {
          AddedBehavior();
          Decorator::Operation();
     }
     void  AddedBehavior()
     {
          cout<<"This is added behavior B."<<endl;
     }
};
int main()
{
     Component *pComponentObj = new ConcreteComponent();
     Decorator *pDecoratorAOjb = new ConcreteDecoratorA(pComponentObj);
     pDecoratorAOjb->Operation();
     cout<<"============================================="<<endl;
     Decorator *pDecoratorBOjb = new ConcreteDecoratorB(pComponentObj);
     pDecoratorBOjb->Operation();
     cout<<"============================================="<<endl;
     Decorator *pDecoratorBAOjb = new ConcreteDecoratorB(pDecoratorAOjb);
     pDecoratorBAOjb->Operation();
     cout<<"============================================="<<endl;
     delete pDecoratorBAOjb;
     pDecoratorBAOjb = NULL;
     delete pDecoratorBOjb;
     pDecoratorBOjb = NULL;
     delete pDecoratorAOjb;
     pDecoratorAOjb = NULL;
     delete pComponentObj;
     pComponentObj = NULL;
}

1，接口的一致性；装饰对象的接口必须与它所装饰的Component的接口是一致的，因此，所有的ConcreteDecorator类必须有一个公共的父类；这样对于用户来说，就是统一的接口；

2，省略抽象的Decorator类；当仅需要添加一个职责时，没有必要定义抽象Decorator类。因为我们常常要处理，现存的类层次结构而不是设计一个新系统，这时可以把Decorator向Component转发请求的职责合并到ConcreteDecorator中；

3，保持Component类的简单性；为了保证接口的一致性，组件和装饰必须要有一个公共的Component类，所以保持这个Component类的简单性是非常重要的，所以，这个Component类应该集中于定义接口而不是存储数据。对数据表示的定义应延迟到子类中，否则Component类会变得过于复杂和臃肿，因而难以大量使用。赋予Component类太多的功能，也使得具体的子类有一些它们它们不需要的功能大大增大；

4，Component类在Decorator模式中充当抽象接口的角色，不应该去实现具体的行为。而且Decorator类对于Component类应该透明，换言之Component类无需知道Decorator类，Decorator类是从外部来扩展Component类的功能；

5，Decorator类在接口上表现为“is-a”Component的继承关系，即Decorator类继承了Component类所具有的接口。但在实现上又表现为“has-a”Component的组合关系，即Decorator类又使用了另外一个Component类。我们可以使用一个或者多个Decorator对象来“装饰”一个Component对象，且装饰后的对象仍然是一个Component对象；,

6，Decortor模式并非解决“多子类衍生的多继承”问题，Decorator模式的应用要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义；

7，对于Decorator模式在实际中的运用可以很灵活。如果只有一个ConcreteComponent类而没有抽象的Component类，那么Decorator类可以是ConcreteComponent的一个子类。如果只有一个ConcreteDecorator类，那么就没有必要建立一个单独的Decorator类，而可以把Decorator和ConcreteDecorator的责任合并成一个类。

8，Decorator模式的优点是提供了比继承更加灵活的扩展，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合；

9，由于使用装饰模式，可以比使用继承关系需要较少数目的类。使用较少的类，当然使设计比较易于进行。但是，在另一方面，使用装饰模式会产生比使用继承关系更多的对象。更多的对象会使得查错变得困难，特别是这些对象看上去都很相像。

[C++设计模式] decorator 装饰者模式

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原文地址：http://blog.csdn.net/hustyangju/article/details/46893783