C++设计模式之装饰模式


前言

在实际开发时,你有没有碰到过这种问题;开发一个类,封装了一个对象的核心操作,而这些操作就是客户使用该类时都会去调用的操作;而有一些非核心的操作,可能会使用,也可能不会使用;现在该怎么办呢?

1.将这些非核心的操作全部放到类中,这样,一个类就包含了很多核心的操作和一些看似有关,但是又无关的操作;这就会使核心类发生“爆炸”的现象,从而使核心类失去了一定的价值,也使使用核心类的客户在核心操作和非核心操作中挣扎;

2.使用继承来扩展核心类,需要使用核心类时,直接建立核心类对象;当需要使用核心类扩展类时,就建立核心类扩展类对象;这样貌似是一种很有效的方法;但是由于继承为类型引入的静态特质,使得这种扩展方式缺乏灵活性;同时,又掉入了另一个陷阱,随着扩展功能的增多,子类也会增多,各种子类的组合,就会导致类的膨胀,最后,就会被淹没在类的海洋;此时,也不用我多说,你是不是想起了桥接模式,桥接模式就是为了适应多个维度的变化而发生子类“爆炸”的情况,但是,桥接模式是为了适应抽象和实现的不同变化,并不适用于我这里说的。那如何是好,这就要说到今天总结的装饰模式了。

什么是装饰模式?

在GOF的《设计模式:可复用面向对象软件的基础》一书中对装饰模式是这样说的:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,Decorator模式相比生成子类更为灵活。

装饰模式能够实现动态的为对象添加功能,是从一个对象外部来给对象添加功能。通常给对象添加功能,要么直接修改对象添加相应的功能,要么派生对应的子类来扩展,抑或是使用对象组合的方式。显然,直接修改对应的类这种方式并不可取。在面向对象的设计中,而我们也应该尽量使用对象组合,而不是对象继承来扩展和复用功能。装饰器模式就是基于对象组合的方式,可以很灵活的给对象添加所需要的功能。装饰器模式的本质就是动态组合。动态是手段,组合才是目的。总之,装饰模式是通过把复杂的功能简单化,分散化,然后再运行期间,根据需要来动态组合的这样一个模式。它使得我们可以给某个对象而不是整个类添加一些功能。

UML类图

Component:定义一个对象接口,可以给这些对象动态地添加职责;

ConcreteComponent:定义一个具体的Component,继承自ConcreateComponent,重写了Component类的虚函数;

Decorator:维持一个指向Component对象的指针,该指针指向需要被装饰的对象;并定义一个与Component接口一致的接口;

ConcreteDecorator:向组件添加职责。

代码实现:

C++设计模式——桥接模式;你会发现,二者都是为了防止过度的继承,从而造成子类泛滥的情况。那么二者之间的主要区别是什么呢?桥接模式的定义是将抽象化与实现化分离(用组合的方式而不是继承的方式),使得两者可以独立变化。可以减少派生类的增长。如果光从这一点来看的话,和装饰者差不多,但两者还是有一些比较重要的区别:

1.桥接模式中所说的分离,其实是指将结构与实现分离(当结构和实现有可能发生变化时)或属性与基于属性的行为进行分离;而装饰者只是对基于属性的行为进行封闭成独立的类,从而达到对其进行装饰,也就是扩展。比如:异常类和异常处理类之间就可以使用桥接模式来实现完成,而不能使用装饰模式来进行设计;如果对于异常的处理需要进行扩展时,我们又可以对异常处理类添加Decorator,从而添加处理的装饰,达到异常处理的扩展,这就是一个桥接模式与装饰模式的搭配;

2.桥接中的行为是横向的行为,行为彼此之间无关联,注意这里的行为之间是没有关联的,就比如异常和异常处理之间是没有行为关联的一样;而装饰者模式中的行为具有可叠加性,其表现出来的结果是一个整体,一个各个行为组合后的一个结果。

总结

装饰模式重点在装饰,对核心功能的装饰作用;将继承中对子类的扩展转化为功能类的组合,从而将需要对子类的扩展转嫁给用户去进行调用组合,用户如何组合由用户去决定。我在学习装饰模式时,就是重点分析了“装饰”这个词,我们都知道,装饰是在一个核心功能上添加一些附属功能,从而让核心功能发挥更大的作用,但是最终它的核心功能是不能丢失的。这就好比我们进行windows shell开发时,我们是对windows的这层壳进行了功能的装饰,从而实现了我们需要的一些装饰功能,但是最终的功能还是由windows shell去完成。这就好比,我们的装饰就是给核心功能添加了一层外衣,让它看起来更漂亮和完美。


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