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C++装饰者模式

简介: 简述 装饰者模式(Decorator Pattern)是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。 简述 模式结构 优缺点 适用场景 案例分析 代码实现 版权所有:一去丶二三里,转载请注明出处:http://blog.csdn.net/liang19890820 模式结构
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简述

装饰者模式(Decorator Pattern)是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

版权所有:一去丶二三里,转载请注明出处:http://blog.csdn.net/liang19890820

模式结构

UML 结构图:

Decorator Pattern

  • 抽象构件(Component):给出一个抽象接口,以规范准备接收附加责任的对象。
  • 具体构件(ConcreteComponent):定义一个将要接收附加责任的类。
  • 装饰(Decorator):持有一个构件(Component)对象的实例,并实现一个与抽象构件接口一致的接口。
  • 具体装饰(ConcreteDecorator):负责给构件对象添加上附加的责任。

优缺点

优点:

  • Decorator 模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是 Decorator 可以提供比继承更多的灵活性。
  • 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。

缺点:

  • 这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着更加多的复杂性。
  • 装饰模式会导致设计中出现许多小类,如果过度使用,会使程序变得很复杂。
  • 装饰模式是针对抽象构建(Component)类型编程。但是,如果要针对具体构件(ConcreteComponent)编程,应该重新思考应用架构,以及装饰者是否合适。当然也可改变 Component 接口,增加新的公开的行为,实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。

适用场景

  • 需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
  • 需要动态的给一个对象添加功能,这些功能可以再动态的撤销。
  • 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变的不现实。
  • 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,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。

案例分析

星巴克(Starbucks)

starbucks

在星巴克购买咖啡时,可以要求在其中加入各种调味品(辅料)。调味品很多,有些不收费(例如:白砂糖、香草粉等),有些则需要额外收费(例如:奶油、摩卡、糖浆等),所以充分利用起来吧!倘若咖啡不带劲,我们想要添加奶油、摩卡和糖浆,这时,就可以利用装饰者模式思想来实现。

关于星巴克,推荐两个比较火的事件:

  • 老罗星巴克奇遇记(看一次笑十次 ~O(∩_∩)O~)
  • 《致星巴克中国CEO王静瑛公开信:什么时候才不觉得中杯顾客无知或愚蠢?》

代码实现

创建构建

首先,定义所有饮料的基类,并提供名称和价钱:

// component.h
#ifndef COMPONENT_H
#define COMPONENT_H

#include <string>

using namespace std;

// 所有饮料的基类
class IBeverage
{
public:
    virtual string Name() = 0;  // 名称
    virtual double Cost() = 0;  // 价钱
};

#endif // COMPONENT_H

创建具体构建

假设,有两款具体的咖啡 - 黑咖啡(属于混合咖啡)和深度烘培咖啡豆:

// concrete_component.h
#ifndef CONCRETE_COMPONENT_H
#define CONCRETE_COMPONENT_H

#include "component.h"

/********** 具体的饮料(咖啡)**********/

// 黑咖啡,属于混合咖啡
class HouseBlend : public IBeverage
{
public:
    string Name() {
        return "HouseBlend";
    }

    double Cost() {
        return 30.0;
    }
};

// 深度烘培咖啡豆
class DarkRoast : public IBeverage
{
public:
    string Name() {
        return "DarkRoast";
    }

    double Cost() {
        return 28.5;
    }
};

#endif // CONCRETE_COMPONENT_H

创建装饰

咖啡有了,剩下的就是添加调味品,其同样继承 IBeverage,并持有咖啡的实例:

// decorator.h
#ifndef DECORATOR_H
#define DECORATOR_H

#include "component.h"

// 调味品
class CondimentDecorator : public IBeverage
{
public :
    CondimentDecorator(IBeverage *beverage) : m_pBeverage(beverage) {}

    string Name() {
        return m_pBeverage->Name();
    }

    double Cost() {
        return m_pBeverage->Cost();
    }

protected :
    IBeverage *m_pBeverage;
} ;

#endif // DECORATOR_H

创建具体装饰

添加三种收费的调味品:

// concrete_decorator.h
#ifndef CONCRETE_DECORATOR_H
#define CONCRETE_DECORATOR_H

#include "decorator.h"

/********** 具体的饮料(调味品)**********/

// 奶油
class Cream : public CondimentDecorator
{
public:
    Cream(IBeverage *beverage) : CondimentDecorator(beverage) {}

    string Name() {
        return m_pBeverage->Name() + " Cream";
    }

    double Cost() {
        return m_pBeverage->Cost() + 3.5;
    }
};

// 摩卡
class Mocha : public CondimentDecorator
{
public:
    Mocha(IBeverage *beverage) : CondimentDecorator(beverage) {}

    string Name() {
        return m_pBeverage->Name() + " Mocha";
    }

    double Cost() {
        return m_pBeverage->Cost() + 2.0;
    }
};

// 糖浆
class Syrup : public CondimentDecorator
{
public:
    Syrup(IBeverage *beverage) : CondimentDecorator(beverage) {}

    string Name() {
        return m_pBeverage->Name() + " Syrup";
    }

    double Cost() {
        return m_pBeverage->Cost() + 3.0;
    }
};

#endif // CONCRETE_DECORATOR_H

创建客户端

最终,我们可以为咖啡添加相应的调味品:

// main.cpp
#include "concrete_component.h"
#include "concrete_decorator.h"
#include <iostream>

#ifndef SAFE_DELETE
#define SAFE_DELETE(p) { if(p){delete(p); (p)=NULL;} }
#endif

int main()
{
    /********** 黑咖啡 **********/
    IBeverage *pHouseBlend = new HouseBlend();
    cout << pHouseBlend->Name() << " : " << pHouseBlend->Cost() << endl;

    // 黑咖啡 + 奶油
    CondimentDecorator *pCream = new Cream(pHouseBlend);
    cout << pCream->Name() << " : " << pCream->Cost() << endl;

    // 黑咖啡 + 摩卡
    CondimentDecorator *pMocha = new Mocha(pHouseBlend);
    cout << pMocha->Name() << " : " << pMocha->Cost() << endl;

    // 黑咖啡 + 糖浆
    CondimentDecorator *pSyrup = new Syrup(pHouseBlend);
    cout << pSyrup->Name() << " : " << pSyrup->Cost() << endl;

    /********** 深度烘培咖啡豆 **********/
    IBeverage *pDarkRoast = new DarkRoast();
    cout << pDarkRoast->Name() << " : " << pDarkRoast->Cost() << endl;

    // 深度烘培咖啡豆 + 奶油
    CondimentDecorator *pCreamDR = new Cream(pDarkRoast);
    cout << pCreamDR->Name() << " : " << pCreamDR->Cost() << endl;

    // 深度烘培咖啡豆 + 奶油 + 摩卡
    CondimentDecorator *pCreamMocha = new Mocha(pCreamDR);
    cout << pCreamMocha->Name() << " : " << pCreamMocha->Cost() << endl;

    // 深度烘培咖啡豆 + 奶油 + 摩卡 + 糖浆
    CondimentDecorator *pCreamMochaSyrup = new Syrup(pCreamMocha);
    cout << pCreamMochaSyrup->Name() << " : " << pCreamMochaSyrup->Cost() << endl;

    SAFE_DELETE(pSyrup);
    SAFE_DELETE(pMocha);
    SAFE_DELETE(pCream);
    SAFE_DELETE(pHouseBlend);

    SAFE_DELETE(pCreamMochaSyrup);
    SAFE_DELETE(pCreamMocha);
    SAFE_DELETE(pCreamDR);
    SAFE_DELETE(pDarkRoast);

    getchar();

    return 0;
}

输出如下:

HouseBlend : 30
HouseBlend Cream : 33.5
HouseBlend Mocha : 32
HouseBlend Syrup : 33
DarkRoast : 28.5
DarkRoast Cream : 32
DarkRoast Cream Mocha : 34
DarkRoast Cream Mocha Syrup : 37

调味品可以随便组合,甚至同一调味品可以添加多份(例如:来 三份糖浆)或者同时添加奶、摩卡和糖浆。

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