C++ 设计模式 —— 9.装饰模式

  • 装饰模式:一种结构型设计模式

  • 应用场景:
    想要动态的给一个对象添加功能,即希望可以根据需求对现有对象添加不同的功能,以及不同功能的相互组合。
    如果通过继承实现功能增加,则为了各功能的组合,需要将不同功能排列组合形成数量爆炸的一堆子类。
    此时可以考虑装饰模式
    举例:
    游戏中的人物和时装。人物可以选择穿上帽子或穿上鞋子,或者都穿上,通过方法展示穿搭结果。
    比较容易想到的实现方法就是单纯通过继承,一个人物基类,继承出一个穿帽子的人物类,一个穿鞋子的人物类,再一个穿帽子+鞋子的人物类。在只有两种选择时,需要产生3个子类,这种实现方式每增加一种选择就要增加一倍+1数量的子类,非常不可取。
  • 实现方式:
    第一步,抽象出一个装饰基类,类中添加一个人物类指针,在构造时传入人物类指针。
    第二步,增加需要修饰的同名方法,在方法中通过指针调用原方法,再添加新修饰内容。
    第三步,将装饰基类继承自人物基类,为了使传入装饰类A进行装饰的指针能够传入装饰类B进行其他装饰,并且使传入装饰类A的指针可以指向该装饰类对象。
    最后一步,实现装饰基类,实现装饰内容。
    备注:为什么装饰类中增加的方法要与被装饰方法同名呢。因为在第三步中,为了需求,传入装饰类的指针,不一定指向的是人物基类对象,也可能是另一个装饰类对象。所以为了其他装饰类中通过指针调用的原方法存在,对原方法装饰后的方法要与原方法同名。
  • 优点:
    可以动态为对象添加功能,相比于继承实现,组合的方式更加灵活而且代码量小很多
  • 缺点:
    减少了类的数量,但是在装饰的过程中每一步都会产生一个对象,对于debug来说会困难很多,因为中间每一步产生的对象都很像。

以下是装饰模式的简单代码实现
#ifndef DECORATOR_HPP
#define DECORATOR_HPP
#include <iostream>
using namespace std;
//人物基类
class Man
{
public:
    virtual ~Man(){}
    virtual void Show()//用于展示
    {
        cout << "A man." <<endl;
    }
};

//装饰器抽象类
class ManWithCloth:public Man//继承自Man,为了使被装饰的对象可以传入其他装饰器进行组合装饰
{
public:
    ManWithCloth(Man* pMan)
        :m_pMan(pMan){}
    virtual ~ManWithCloth()
    {
        if(NULL != m_pMan)
        {
            delete m_pMan;
            m_pMan = NULL;
        }
    }

    virtual void Show()//上述实现方式中的第二步
    {
        m_pMan->Show();//通过指针调用原指针所指对象的方法,然后添加方法进行修饰
        DressUp();//对原方法增加修饰
    }
    virtual void DressUp() = 0;//修饰方法在实现类中实现

private:
    Man* m_pMan;
};

//装饰器实现类
class ManWearAHat:public ManWithCloth
{
public:
    ManWearAHat(Man* pMan)
        :ManWithCloth(pMan){}
    virtual void DressUp()
    {
        cout << "Wear a Hat." << endl;
    }
};

class ManWearShoes:public ManWithCloth
{
public:
    ManWearShoes(Man* pMan)
        :ManWithCloth(pMan){}
    virtual void DressUp()
    {
        cout << "Wear shoes." << endl;
    }
};

#endif // DECORATOR_HPP
主函数中的使用
#include <iostream>
#include "decorator.hpp"
using namespace std;

int main()
{
    Man* pMan = new Man();
    pMan->Show();

    cout << "=====Wear Hat=====" << endl;
    pMan = new ManWearAHat(pMan);
    pMan->Show();

    cout << "====Wear Shoes====" << endl;
    pMan = new ManWearShoes(pMan);
    pMan->Show();

    delete pMan;
    pMan = NULL;

    return 0;
}
控制台输出结果
A man.
=====Wear Hat=====
A man.
Wear a Hat.
====Wear Shoes====
A man.
Wear a Hat.
Wear Shoes.

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