06 大话设计模式C++实现之装饰模式

本文深入探讨了装饰模式在软件设计中的应用,通过实例说明了如何在不修改原始代码的情况下,为对象动态添加新功能,有效应对需求变化,提高代码的灵活性和复用性。

/*
把所需的功能按照正确的顺序串联起来进行控制
例子:QQ秀的装扮,我们不关心穿衣服的过程,只需要看到结果,同样一个QQ人物,我可以不用重新定义person类,仅对装扮进行改变
同时,不同装扮也是一个对象,将这些对象作用到QQ人物上面可能会经常存在变化,因此不应该将变化在person类中实现,通过复用
person类,动态的加载装扮类。同时装扮的过程中存在一些重复的操作,如穿上当前的衣服,脱掉当前的衣服,这也是重复的部分。因
此,不同的装扮(如大衣、鞋子、背包等具体装扮对象)对象继承了装扮Decorator类,这一过程是工厂模式无法实现的。
*/
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<iostream>
#include<string>

using namespace std;

//定义Component抽象类(对象接口),可以给不同的对象动态的添加职责
class Component
{
public:
    //利用多态
    virtual void Operation()
    {
        cout << "Component对象的操作" << endl;
    };
};

//ConcreteComponnet定义了一个具体的对象,也可以给对象添加一些职责,如果不复杂和以跟Component类合并而无需单独成类
class ConcreteComponnet: public Component
{
public:
    virtual void Operation()
    {
        cout << "ConcreteComponent对象的操作" << endl;
    }
};

//装饰抽象类,从类外扩展了Component类的功能,对于Component类无需知道Decorator的存在
class Decorator : public Component
{
//派生类可以调用protected成员
protected:
    Component component;
public:
//利用SetComponent()对对象进行包装,使得每个装饰对象的实现和使用对象分开,每个装饰对象
//只关心自己的功能,不需要关心如何被添加到对象链当中,对象的管理被放在客户端实现
    void SetComponnet(Component *componnet) //装饰的实现和装饰的使用分离
    {
        this->component = component;
    }
    virtual void Operation()
    {
        if (NULL != &component)
        {
            cout << "Decorator:" << endl;
            component.Operation();
        }
    }
};

class ConcreteDecoratorA :public Decorator
{
private:
    string addedState;
public:
    virtual void Operation()
    {
        //访问受保护component对象的Operation(),再执行本类的操作
        component.Operation();
        this->addedState = "New state";
        cout << "具体装饰对象A的操作" << endl;
        cout << "更改对象A的状态为: " << this->addedState << endl;
    }
};

class ConcreteDecoratorB : public Decorator
{
public:
    virtual void Operation()
    {
        //访问父类的受保护成员
        component.Operation(); //出错,空指针
        AddedBehavior();
        cout << "具体装饰对象B的操作" << endl;
    }
private:
    void AddedBehavior()
    {
        cout << "类B独有的方法" << endl;
    }
};

//客户端代码
/*
由于不同的对象都会调用客户端代码,而对象之间是独立的,为了增加复用性,采用static修饰
*/

static void Client()
{
    ConcreteComponnet *c = new ConcreteComponnet;
    ConcreteDecoratorA *d1 = new ConcreteDecoratorA;
    ConcreteDecoratorB *d2 = new ConcreteDecoratorB;
    d1->Decorator::Operation();
    d1->Operation();
    d1->SetComponnet(c);
    d2->SetComponnet(d1);
    d2->Operation();
    delete c;
    delete d1;
    delete d2;
}

/*template<class T> 
T* New(T)
{
    return new T;
}*/

int main()
{
    Client();
    system("pause");
    return EXIT_SUCCESS;
}


/*
装饰模式总结:
装饰模式是为已有功能动态地添加更多功能的一种方式。
什么时候使用装饰模式?
在设计之初,当系统需要新功能时,是向旧类中添加新的代码。这些新加的代码通常装饰了原有类的核心职责或主要行为
例如,用嘻哈服和西装来装饰person对象,而加入的这些东西仅仅是为了满足一些只在某些特定情况下才会执行的特殊行
为的需要,比如上班需要装扮西装、撩妹需要装扮得帅气。
装饰模式提供了非常好的应对动态变化的解决方案,它把每个要装饰的功能放在单独的类中,,并让这个类包装它所要修
饰的对象。因此,当需要执行特殊方案时,客户代码就可以在运行时根据需要有选择地、按顺序的使用包装功能装饰对象
,去除了重复的装饰逻辑
*/
 

### C++装饰模式的设计与实现 #### 装饰模式概述 装饰模式是一种结构型设计模式,允许在运行时动态地给对象添加行为和责任。这种模式提供了比静态继承更灵活的方式来扩展功能[^2]。 #### 关键组件说明 - **抽象构件 (Component)** 定义了一个接口或抽象类,用于声明所有具体构件以及装饰器共同的操作方法。所有具体的构件和装饰器都将基于此接口工作[^4]。 - **具体构件 (Concrete Component)** 实现了由`Component`定义的接口,代表基本的对象实例,在不附加任何额外的行为下完成特定的任务。 - **抽象装饰 (Decorator)** 继承自`Component`的同时也持有一个指向`Component`类型的成员变量。它不仅能够代理原有对象的方法调用,还可以在此基础上加入新的逻辑处理。 - **具体装饰 (Concrete Decorator)** 扩展了`Decorator`的功能,通过重载某些方法来改变原对象的行为或是为其增添新特性。每一个具体的装饰者都可以独立存在,并且可以相互叠加使用以达到累积的效果。 #### 示例代码展示 下面是一个简单的C++程序展示了如何利用装饰模式为文本字符串加上不同风格的边框: ```cpp #include <iostream> #include <string> // 抽象构件:定义一个通用接口 class Shape { public: virtual void draw() const = 0; }; // 具体构件:实现了Shape接口的一个简单矩形形状 class Rectangle : public Shape { public: void draw() const override { std::cout << "Drawing a rectangle." << std::endl; } }; // 抽象装饰:持有对另一个Shape对象的引用 class BorderDecorator : public Shape { protected: Shape* shape; public: explicit BorderDecorator(Shape* s) : shape(s) {} ~BorderDecorator() override { delete shape; } void draw() const override { shape->draw(); } // 默认只是转发请求给内部持有的shape对象 }; // 具体装饰A:为图形添加虚线边框 class DashedBorderDecorator : public BorderDecorator { public: using BorderDecorator::BorderDecorator; void draw() const override { std::cout << "Adding dashed border..." << std::endl; BorderDecorator::draw(); } }; // 具体装饰B:为图形添加实心边框 class SolidBorderDecorator : public BorderDecorator { public: using BorderDecorator::BorderDecorator; void draw() const override { std::cout << "Adding solid border..." << std::endl; BorderDecorator::draw(); } }; int main(){ auto *rectangle = new Rectangle(); // 可以自由组合不同的装饰层 auto *dashed_rectangle = new DashedBorderDecorator(rectangle); auto *solid_dashed_rectangle = new SolidBorderDecorator(dashed_rectangle); solid_dashed_rectangle->draw(); delete solid_dashed_rectangle; return 0; } ``` 在这个例子中,`Rectangle`作为最基础的具体构件;而`DashedBorderDecorator` 和 `SolidBorderDecorator` 则分别扮演着两种不同类型的具体装饰角色。它们可以在不影响其他部分的情况下轻松地被应用到任意数量的不同形状上[^3]。
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