设计模式第六讲--装饰模式 Decorator

1. “单一职责”模式

在软件组件的设计中，如果责任划分的不清晰，使用继承得到的结果往往是随着需求的变化，子类急剧膨胀，同时充斥着重复代码，这时候的关键是划清责任。

 

典型模式

Decorator

Bridge

 

2. 动机（Motivation）

在某些情况下我们可能会“过度的使用继承来扩展对象的功能”，由于继承为类型引入的静态特质（没有变化的可能性），使得这种扩展方式缺乏灵活性；并且随着子类增多（扩展功能的增多），各种子类的组合（扩展功能的组合）会导致更多子类的膨胀。

 

如何使“对象功能的扩展”能够根据需求来动态的实现？同时避免“扩展功能的增多”带来的子类膨胀问题？从而使得任何“功能扩展变化”所导致的影响降为最低。

 

3.代码

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//业务操作
class Stream
{
public:
    virtual char Read(int number) = 0;
    virtual void Seek(int position) = 0;
    virtual void Write(char data) = 0;
 
    virtual ~Stream() {}
};
 
//主体类
class FileStream :public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读文件流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位文件流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写文件流
    }
};
 
class NetworkStream : public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读网络流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位网络流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写网络流
    }
};
 
class MemoryStream :public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读内存流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位内存流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写内存流
    }
};
 
//扩展操作
class CrytoFileStream :public FileStream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的加密操作。。。
        FileStream::Read(number);  //读文件流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的加密操作。。。
        FileStream::Seek(position); //定位文件流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的加密操作。。。
        FileStream::Write(data);//写文件流
    }
};
 
//扩展操作
class CrytoNetworkStream :public NetworkStream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的加密操作。。。
        NetworkStream::Read(number);  //读网络流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的加密操作。。。
        NetworkStream::Seek(position); //定位网络流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的加密操作。。。
        NetworkStream::Write(data);//写网络流
    }
};
 
//扩展操作
class CrytoMemoryStream :public MemoryStream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的加密操作。。。
        MemoryStream::Read(number);  //读内存流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的加密操作。。。
        MemoryStream::Seek(position); //定位内存流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的加密操作。。。
        MemoryStream::Write(data);//写内存流
    }
};
 
class BufferdFileStream :public FileStream
{
    //...
};
 
class BufferedNetworkStream :public NetworkStream
{
    //...
};
 
class BufferedMemoryStream :public MemoryStream
{
    //...
};
 
class CryptoBufferedFileSream :public FileStream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的加密操作
        //额外的缓冲操作
        FileStream::Read(number);  //读文件流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的加密操作
        //额外的缓冲操作
        FileStream::Seek(position); //定位文件流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的加密操作
        //额外的缓冲操作
        FileStream::Write(data);//写文件流
    }
};
 
void Process()
{
    //编译时装配
    CrytoFileStream* fs1 = new CrytoFileStream();
 
    BufferdFileStream* fs2 = new BufferdFileStream();
 
    CryptoBufferedFileSream* fs3 = new CryptoBufferedFileSream();
}

　　类之间的继承关系如下图所示：

 

 采用Decorator模式修改完成之后的代码如下：

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//业务操作
class Stream
{
public:
    virtual char Read(int number) = 0;
    virtual void Seek(int position) = 0;
    virtual void Write(char data) = 0;
 
    virtual ~Stream() {}
};
 
//主体类
class FileStream :public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读文件流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位文件流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写文件流
    }
};
 
class NetworkStream : public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读网络流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位网络流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写网络流
    }
};
 
class MemoryStream :public Stream
{
public:
    virtual char Read(int number)
    {
        //读内存流
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //定位内存流
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //写内存流
    }
};
 
class DecoratorStream :public Stream
{
protected:
    Stream* stream;              //...
 
    DecoratorStream(Stream* s) :stream(s)
    {};
};
 
//扩展操作
class CrytoStream :public DecoratorStream     //这个地方继承Stream只是为了遵循接口规范。
{
 
public:
 
    //构造器
    CrytoStream(Stream* s) :DecoratorStream(s)
    {
 
    }
 
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的加密操作。。。
 
        stream->Read(number);
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的加密操作。。。
 
        stream->Seek(position);
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的加密操作。。。
 
        stream->Write(data);
    }
};
 
 
 
class BufferdStream :public DecoratorStream
{
public:
    BufferdStream(Stream* s) :DecoratorStream(s)
    {
 
    }
 
    virtual char Read(int number)
    {
        //额外的缓冲操作。。。
 
        stream->Read(number);
    }
 
    virtual void Seek(int position)
    {
        //额外的缓冲操作。。。
 
        stream->Seek(position);
    }
 
    virtual void Write(char data)
    {
        //额外的缓冲操作。。。
 
        stream->Write(data);
    }
};
 
void Process()
{
    //运行时装配
    FileStream* s1 = new FileStream();
 
    CrytoStream* s2 = new CrytoStream(s1);
 
    BufferdStream* s3 = new BufferdStream(s1);
 
    BufferdStream* s4 = new BufferdStream(s2);   //既加密又缓存
}

　　各类之间的继承关系图

 

 

4. 模式定义

动态（组合）的给一个对象增加一些额外的职责，就增加功能而言，Decorator模式比生成子类（继承）更为灵活（消除重复代码&减少子类个数）。

 

5. 结构

 

 

 

6. 要点总结

通过采用组合而非继承的手法，Decorator模式实现了在运动时动态扩展对象功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能。避免了使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。

 

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。

 

Decorator模式的目的并非解决“多子类衍生的多继承”问题，Decorator模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义。

posted on   xcxfury001  阅读(31)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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