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设计模式学习[5]---装饰模式

article 2024/11/16 3:16:42

文章目录

前言
1. 原理阐述
2. 举例
- 2.1 人装饰方案一
- 2.2 人装饰方案二
- 2.3 人装饰方案三
总结

前言

近期在给一个已有的功能拓展新功能时，基于原有的设计类图进行讨论。其中涉及到了装饰模式，因为书本很早已经看过一遍，所以谈及到这个名词的时候有点印象，只知道它是加功能用的，更细则的内容已经忘了。
这篇博客就是对装饰模式的一个复习。

1. 原理阐述

装饰模式：
动态的给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，装饰模式比生成子类更为灵活。

前半句话：一个类的设计在一开始并不会是非常完美的，虽然一开始做到了单一职责的原则，但是随着业务的扩大功能的不断开发，难免会出现多职责的情况。那么在后期添加新功能的时候，如果要保持原来类的核心职能尽可能的单一，而非和一些新加功能糅杂在一起，装饰模式就是解决这个问题的设计模式。

后半句话：我们可以给一个类派生子类，通过子类添加新功能。子类实际上还是依赖于父类，是is a的关系。增加新功能这个点，我们能不能想象成给人穿衣服的过程？将功能模块化，加不加功能，这个功能就在那，需要这个功能的时候，将功能和类进行绑定（装饰）。衣服，人穿不穿它都在那(功能解耦)，人穿就是装饰(绑定)。

上面的是我个人的理解，如有不对，留言指正。

2. 举例

以书中穿衣的例子为例，结合自己理解拓展。

2.1 人装饰方案一

把人比作一个类Person的对象，人穿衣服，其实就是一些函数操作。
那么简单一点的类图如下:
在这里插入图片描述
这个方案不合理。因为如果要增加新的装饰的话，就需要修改人这个类。
设计模式学习[3]—单一职责原则+开放封闭原则中我提到了开放封闭原则，那么我们修改人这个类，是不是违反了开放封闭原则？比如我添加穿袜子这个装饰操作，本质上它应该是对Person类的一个拓展，在开放封闭原则中，对于更改是封闭的，对于拓展是开放的。如果按照我们这个简单的类图来做，我们就需要修改Person类，就违反了开放封闭原则。

由此，我们考虑把这个装饰的过程抽象出来，在Person类中，用统一的一个接口去调用。

2.2 人装饰方案二

于是乎，就有了下面的类图。

在这里插入图片描述这张类图里面，我们把人的装饰过程用形象展示这个接口包装起来。具体的装饰交给服饰类去处理。
这样我们要拓展，对于人这个类，其实没有改动。要拓展其实是对服饰类进行拓展。

我们这里通过面向对象的方式，将每一个装饰操作由具体的子类去负责。通过接口继承，多态实现。

现在我们思考一下这个服饰类和人类之间的关系。
回顾一下原理阐述，拓展新功能可以通过子类继承以及装饰模式，但是装饰模式更灵活（因为用的绑定）。
所以这里在类图的实际表现来说，服饰类其实应该是对人的一个实现。
在C++中，无论是继承还是实现，其实都是 $实线 —— 加 △$ 的画法。实现的方式在代码中是public继承，继承中就可以有public，protected，private几种继承的考量了，这里不深究。

2.3 人装饰方案三

知道了人和服饰类之间的关系，那么就有了下面的类图
在这里插入图片描述

从设计层面明白后，看一下具体代码.
对象的绑定关系其实是通过指针来实现的，服饰类的构造函数接受一个Person类的对象，作为绑定对象。后面的T恤类以及夹克类都是对这个绑定对象的一个装饰。
这里mian函数中出现的两种装饰方式，其实说明的是有些功能是有先后顺序的，比如先有数据接收功能再有数据处理功能，先收到数据才对数据进行处理。

#include <iostream>
#include <string>
class Person
{
public:
	Person() {};
	Person(std::string name)
	{
		this->name = name;
	}
	virtual void Show()
	{
		std::cout << "装扮的" << this->name;
	}
private:
	std::string name;
};

//服饰类
class Finery :public Person
{
protected:
	Person* component;

public:
	void Decorate(Person* component)
	{
		this->component = component;
	}
	void Show() override
	{
		if (component)
		{
			component->Show();
		}
	}
};

//服饰的具体类：T恤
class TShirts :public Finery
{
public:
	void Show() override
	{
		printf("T恤 ");	
		Finery::Show();
	}
};

//服饰的具体类:夹克
class Jacket :public Finery
{
public:
	void Show() override
	{
		printf("夹克 ");
		Finery::Show();
	}
};
int main()
{
	Person *cc = new Person("澄澈i");
	std::cout << "第一种装饰" << std::endl;
	TShirts* tshirt = new TShirts();
	Jacket* jacket = new Jacket();

	tshirt->Decorate(cc);
	jacket->Decorate(tshirt);
	jacket->Show();

	std::cout <<std::endl;
	std::cout << "第二种装饰" << std::endl;
	jacket->Decorate(cc);
	tshirt->Decorate(jacket);
	
	tshirt->Show();
	delete cc;
	delete tshirt;
	delete jacket;
	return 0;
}