设计模式--装饰者模式

　　考虑程序要对一类 流 (网络流，IO流等等)进行操作。进行什么操作呢？可能在读(Read)这个流的时候对这个流进行加密，也可能对这个流进行缓存。

　　那么很自然的能设计出以下这些类

class Stream {
public:
　　void Read();
};
class IOStream : public Stream {};　　                 // 输入输出流
class NetStream: public Stream {};                    // 网络流
class BufferedIOStream : public IOStream {
public:
　　void Read() {　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 // 实现了缓存功能的读操作
　　　　Buffer();
　　　　IOStream::Read();
　　}
　　void Buffer() {}　　　　　　　　　　　　　　
};　　　　　　　
class EncryptIOStream : public IOStream {
public:
　　void Read() {　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　// 实现了加密功能的读操作
　　　　Encrypt();
　　　　IOStream::Read();
　　}
　　void Encrypt();　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
}
// 实现加密和缓存功能的输入输出流
class BufferedEncryptIOStream : public EncryptIOStream, 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　public BufferedIOStream {
public: 
　　void Read() {
　　　　EncryptIOStream::Encrypt();
　　　　BufferedIOStream::Read();
　　}
};
// 网络流同理
class BufferedNetStream : public NetStream ......

 

　　那么这样做的缺点有什么呢？试想一下，如果我现在要对流增加新的操作，比如说要将流输出。你可能会有如下设计

class PrintIOStream : public IOStream {
public: 
　　void Read() {
　　　　Print();
　　　　IOStream::Read();
　　}
　　void Print();
}
class BufferedPrintIOStream : public BufferedIOStream,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　public PrintIOStream {　　// 既可以加密有可以缓存的流
public:　
　　void Read() {
　　　　PrintIOStream::Print();
　　　　BufferedIOStream::Read();
　　}
};　　
class EncryptPrintIOStream : public EncryptIOStream,
　　　　　　　　　　　　　　　　　 public PrintIOStream {};　　// 既可以加密有可以打印的IO流
class BufferedEncryptPrintIOStream : public BufferedPrintIOStream,
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　public EncryptPrintIOStream {};

 

　　哇靠，有没有搞错！只不过是要求增加了一个新的打印的功能，结果多出了这么多的类。如果继续增加新功能的话，类的数量之多可想而知。这种现象被称作类爆炸。

当然了，你也可以说只设计一个BufferedEncryptPrintIOStream。但是假如你某个时刻不需要打印功能的话，那么打印功能就是累赘，这显然违背了接口隔离原则

 

　　这时候就需要一种更好的设计方法----装饰者模式

　　试想一下，如果我们通过组合的方式来设计类会不会有上述问题呢？答案是不会。

// 装饰者模式一瞥
class BufferedStream : public Stream {
public:
　　BufferedStream(Stream* stm) : stream(stm) {}
　　void Read() {
　　　　Buffer();
　　　　myStream->Read();
　　}
　　void Buffer();
private:
　　Stream* myStream;
};

　　嗯？这个类怎么这么奇怪，又是继承了Stream，里面又包含了一个Stream。这其实就是装饰者模式的精髓。之所以继承是因为BufferedStream首先是个流，它可能有一些Stream通用的性质。而为什么它的成员函数也包含个Stream对象？请注意，这里的Stream是一个指针，对c++敏感的朋友可能已经意识到了指针意味着可以动态绑定。那么我们看看如何使用这个BufferedStream以实现上述的各种功能

// 如果我们想要一个缓冲的IO流
IOStream* stm = new IOStream();
BufferedStream* bufferedStm = new BufferedStream(stm);   
bufferedStm->Read();

// 如果我们要一个缓冲的加密的IO流
EncryptStream* encryptStream = new EncryptStram(new IOStream);
BufferedStream* bufEncStream = new BufferedStream(encryptStream);
bufEncStream->Read();

　　是不是觉得很神奇？关键点在于对流的层层包装，比如说先把流包装成可打印的流，那么它就能实现打印的功能了。在这个基础上把它包装成缓存流，那么它既有缓存功能有有打印功能。如果需要更多的功能怎么办？继续包装就是了。这样子就无需为新的功能拓展类，从而避免了类爆炸的问题

　　

　　以上就是装饰者模式，接下来给出装饰者模式的完整设计代码

class Stream {
public:
　　void Read();
};
class IOStream : public Stream {};
class PrintStream : Stream {
public:
　　PrintStream(Stream* stm) : myStream(stm) {}
　　void Read() {
　　　　Print();
　　　　myStream->Read();
　　}
　　void Print() {}
private:
　　Stream* myStream;
};
class BufferedStream : Stream {
public:
　　BufferedStream(Stream* stm) : myStream(stm) {}
　　void Read() {
　　　　Buffer();
　　　　myStream->Read();
　　}　　
　　void Buffer();
private:
　　Stream* myStream;
};
class EncryptStream : Stream {
public:
　　EncryptStream(Stream* stm) : myStream(stm) {}
　　void Read() {
　　　　Encrypt();
　　　　myStream->Read();
　　}
　　void Encrypt();
private:
　　Stream* myStream;
}

// 只需这几个类就能完成所有需要的功能，接下来看看使用方法
IOStream* iostm = new IOStream();
BufferedStream* bufferedPrintEncryptStream = 
　　new BufferedStream(new PrintStream(new EncryptStream(iostm)));

　　

　　更近一步。细心的朋友可能已经发现了三个类中都有一个myStream成员，那么能优化的是将myStream放在一个新的类中，然后让这三个类继承这个新的类

class MyStream : Stream {
public:
　　MyStream(Stream* stm) : myStream(stm) {}
private:
　　Stream* myStream;
}

　　

　　以上就是装饰者模式的所有内容