前言

在實(shí)際開發(fā)時，你有沒有碰到過這種問題；開發(fā)一個類，封裝了一個對象的核心操作，而這些操作就是客戶使用該類時都會去調(diào)用的操作；而有一些非核心的操作，可能會使用，也可能不會使用；現(xiàn)在該怎么辦呢？

將這些非核心的操作全部放到類中，這樣，一個類就包含了很多核心的操作和一些看似有關(guān)，但是又無關(guān)的操作；這就會使核心類發(fā)生“爆炸”的現(xiàn)象，從而使核心類失去了一定的價值，也使使用核心類的客戶在核心操作和非核心操作中掙扎；

使用繼承來擴(kuò)展核心類，需要使用核心類時，直接建立核心類對象；當(dāng)需要使用核心類擴(kuò)展類時，就建立核心類擴(kuò)展類對象；這樣貌似是一種很有效的方法；但是由于繼承為類型引入的靜態(tài)特質(zhì)，使得這種擴(kuò)展方式缺乏靈活性；同時，又掉入了另一個陷阱，隨著擴(kuò)展功能的增多，子類也會增多，各種子類的組合，就會導(dǎo)致類的膨脹，最后，就會被淹沒在類的海洋；此時，也不用我多說，你是不是想起了橋接模式，橋接模式就是為了適應(yīng)多個維度的變化而發(fā)生子類“爆炸”的情況，但是，橋接模式是為了適應(yīng)抽象和實(shí)現(xiàn)的不同變化，并不適用于我這里說的。那如何是好，這就要說到今天總結(jié)的裝飾模式了。

什么是裝飾模式？

在GOF的《設(shè)計(jì)模式:可復(fù)用面向?qū)ο筌浖幕A(chǔ)》一書中對裝飾模式是這樣說的：動態(tài)地給一個對象添加一些額外的職責(zé)。就增加功能來說，Decorator模式相比生成子類更為靈活。

裝飾模式能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)的為對象添加功能，是從一個對象外部來給對象添加功能。通常給對象添加功能，要么直接修改對象添加相應(yīng)的功能，要么派生對應(yīng)的子類來擴(kuò)展，抑或是使用對象組合的方式。顯然，直接修改對應(yīng)的類這種方式并不可取。在面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)中，而我們也應(yīng)該盡量使用對象組合，而不是對象繼承來擴(kuò)展和復(fù)用功能。裝飾器模式就是基于對象組合的方式，可以很靈活的給對象添加所需要的功能。裝飾器模式的本質(zhì)就是動態(tài)組合。動態(tài)是手段，組合才是目的。總之，裝飾模式是通過把復(fù)雜的功能簡單化，分散化，然后再運(yùn)行期間，根據(jù)需要來動態(tài)組合的這樣一個模式。它使得我們可以給某個對象而不是整個類添加一些功能。

UML類圖

Component:定義一個對象接口，可以給這些對象動態(tài)地添加職責(zé)；

ConcreteComponent:定義一個具體的Component，繼承自Component，重寫了Component類的虛函數(shù)；

Decorator:維持一個指向Component對象的指針，該指針指向需要被裝飾的對象；并定義一個與Component接口一致的接口；

ConcreteDecorator:向組件添加職責(zé)。

代碼實(shí)現(xiàn)

/* ** FileName : DecoratorPatternDemo ** Author : Jelly Young ** Date : 2013/12/19 ** Description : More information, please go to http://www.jellythink.com */ #include <iostream> using namespace std; class Component { public:virtual void Operation() = 0; }; class ConcreteComponent : public Component { public:void Operation(){cout<<"I am no decoratored ConcreteComponent"<<endl;} }; class Decorator : public Component { public:Decorator(Component *pComponent) : m_pComponentObj(pComponent) {}void Operation(){if (m_pComponentObj != NULL){m_pComponentObj->Operation();}} protected:Component *m_pComponentObj; }; class ConcreteDecoratorA : public Decorator { public:ConcreteDecoratorA(Component *pDecorator) : Decorator(pDecorator){}void Operation(){AddedBehavior();Decorator::Operation();}void AddedBehavior(){cout<<"This is added behavior A."<<endl;} }; class ConcreteDecoratorB : public Decorator { public:ConcreteDecoratorB(Component *pDecorator) : Decorator(pDecorator){}void Operation(){AddedBehavior();Decorator::Operation();}void AddedBehavior(){cout<<"This is added behavior B."<<endl;} }; int main() {Component *pComponentObj = new ConcreteComponent();Decorator *pDecoratorAOjb = new ConcreteDecoratorA(pComponentObj);pDecoratorAOjb->Operation();cout<<"============================================="<<endl;Decorator *pDecoratorBOjb = new ConcreteDecoratorB(pComponentObj);pDecoratorBOjb->Operation();cout<<"============================================="<<endl;Decorator *pDecoratorBAOjb = new ConcreteDecoratorB(pDecoratorAOjb);pDecoratorBAOjb->Operation();cout<<"============================================="<<endl;delete pDecoratorBAOjb;pDecoratorBAOjb = NULL;delete pDecoratorBOjb;pDecoratorBOjb = NULL;delete pDecoratorAOjb;pDecoratorAOjb = NULL;delete pComponentObj;pComponentObj = NULL; }

使用場合

在不影響其他對象的情況下，以動態(tài)的，透明的方式給單個對象添加職責(zé)；

處理那些可以撤銷的職責(zé)；

當(dāng)不能采用生成子類的方法進(jìn)行擴(kuò)充時。一種情況是，可能存在大量獨(dú)立的擴(kuò)展，為支持每一種組合將產(chǎn)生大量的子類，使得子類數(shù)目呈爆炸性增長。另一種情況可能是因?yàn)轭惗x被隱藏，或類定義不能用于生成子類。

注意事項(xiàng)

接口的一致性；裝飾對象的接口必須與它所裝飾的Component的接口是一致的，因此，所有的ConcreteDecorator類必須有一個公共的父類；這樣對于用戶來說，就是統(tǒng)一的接口；

省略抽象的Decorator類；當(dāng)僅需要添加一個職責(zé)時，沒有必要定義抽象Decorator類。因?yàn)槲覀兂３Ｒ幚?#xff0c;現(xiàn)存的類層次結(jié)構(gòu)而不是設(shè)計(jì)一個新系統(tǒng)，這時可以把Decorator向Component轉(zhuǎn)發(fā)請求的職責(zé)合并到ConcreteDecorator中；

保持Component類的簡單性；為了保證接口的一致性，組件和裝飾必須要有一個公共的Component類，所以保持這個Component類的簡單性是非常重要的，所以，這個Component類應(yīng)該集中于定義接口而不是存儲數(shù)據(jù)。對數(shù)據(jù)表示的定義應(yīng)延遲到子類中，否則Component類會變得過于復(fù)雜和臃腫，因而難以大量使用。賦予Component類太多的功能，也使得具體的子類有一些它們它們不需要的功能大大增大；

實(shí)現(xiàn)要點(diǎn)

Component類在Decorator模式中充當(dāng)抽象接口的角色，不應(yīng)該去實(shí)現(xiàn)具體的行為。而且Decorator類對于Component類應(yīng)該透明，換言之Component類無需知道Decorator類，Decorator類是從外部來擴(kuò)展Component類的功能；

Decorator類在接口上表現(xiàn)為“is-a”Component的繼承關(guān)系，即Decorator類繼承了Component類所具有的接口。但在實(shí)現(xiàn)上又表現(xiàn)為“has-a”Component的組合關(guān)系，即Decorator類又使用了另外一個Component類。我們可以使用一個或者多個Decorator對象來“裝飾”一個Component對象，且裝飾后的對象仍然是一個Component對象；

Decortor模式并非解決“多子類衍生的多繼承”問題，Decorator模式的應(yīng)用要點(diǎn)在于解決“主體類在多個方向上的擴(kuò)展功能”——是為“裝飾”的含義；

對于Decorator模式在實(shí)際中的運(yùn)用可以很靈活。如果只有一個ConcreteComponent類而沒有抽象的Component類，那么Decorator類可以是ConcreteComponent的一個子類。如果只有一個ConcreteDecorator類，那么就沒有必要建立一個單獨(dú)的Decorator類，而可以把Decorator和ConcreteDecorator的責(zé)任合并成一個類。

Decorator模式的優(yōu)點(diǎn)是提供了比繼承更加靈活的擴(kuò)展，通過使用不同的具體裝飾類以及這些裝飾類的排列組合，可以創(chuàng)造出很多不同行為的組合；

由于使用裝飾模式，可以比使用繼承關(guān)系需要較少數(shù)目的類。使用較少的類，當(dāng)然使設(shè)計(jì)比較易于進(jìn)行。但是，在另一方面，使用裝飾模式會產(chǎn)生比使用繼承關(guān)系更多的對象。更多的對象會使得查錯變得困難，特別是這些對象看上去都很相像。

與橋接模式的區(qū)別

之前總結(jié)了C++設(shè)計(jì)模式——橋接模式；你會發(fā)現(xiàn)，二者都是為了防止過度的繼承，從而造成子類泛濫的情況。那么二者之間的主要區(qū)別是什么呢？橋接模式的定義是將抽象化與實(shí)現(xiàn)化分離（用組合的方式而不是繼承的方式），使得兩者可以獨(dú)立變化。可以減少派生類的增長。如果光從這一點(diǎn)來看的話，和裝飾者差不多，但兩者還是有一些比較重要的區(qū)別：

橋接模式中所說的分離，其實(shí)是指將結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)分離（當(dāng)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)有可能發(fā)生變化時）或?qū)傩耘c基于屬性的行為進(jìn)行分離；而裝飾者只是對基于屬性的行為進(jìn)行封閉成獨(dú)立的類，從而達(dá)到對其進(jìn)行裝飾，也就是擴(kuò)展。比如：異常類和異常處理類之間就可以使用橋接模式來實(shí)現(xiàn)完成，而不能使用裝飾模式來進(jìn)行設(shè)計(jì)；如果對于異常的處理需要進(jìn)行擴(kuò)展時，我們又可以對異常處理類添加Decorator，從而添加處理的裝飾，達(dá)到異常處理的擴(kuò)展，這就是一個橋接模式與裝飾模式的搭配；

橋接中的行為是橫向的行為，行為彼此之間無關(guān)聯(lián)，注意這里的行為之間是沒有關(guān)聯(lián)的，就比如異常和異常處理之間是沒有行為關(guān)聯(lián)的一樣；而裝飾者模式中的行為具有可疊加性，其表現(xiàn)出來的結(jié)果是一個整體，一個各個行為組合后的一個結(jié)果。

總結(jié)

裝飾模式重點(diǎn)在裝飾，對核心功能的裝飾作用；將繼承中對子類的擴(kuò)展轉(zhuǎn)化為功能類的組合，從而將需要對子類的擴(kuò)展轉(zhuǎn)嫁給用戶去進(jìn)行調(diào)用組合，用戶如何組合由用戶去決定。我在學(xué)習(xí)裝飾模式時，就是重點(diǎn)分析了“裝飾”這個詞，我們都知道，裝飾是在一個核心功能上添加一些附屬功能，從而讓核心功能發(fā)揮更大的作用，但是最終它的核心功能是不能丟失的。這就好比我們進(jìn)行windows shell開發(fā)時，我們是對windows的這層殼進(jìn)行了功能的裝飾，從而實(shí)現(xiàn)了我們需要的一些裝飾功能，但是最終的功能還是由windows shell去完成。這就好比，我們的裝飾就是給核心功能添加了一層外衣，讓它看起來更漂亮和完美。

Decorator模式除了采用組合的方式取得了比采用繼承方式更好的效果，Decorator模式還給設(shè)計(jì)帶來一種“即用即付”的方式來添加職責(zé)。在OO設(shè)計(jì)和分析經(jīng)常有這樣一種情況：為了多態(tài)，通過父類指針指向其具體子類，但是這就帶來另外一個問題，當(dāng)具體子類要添加新的職責(zé)，就必須向其父類添加一個這個職責(zé)的抽象接口，否則是通過父類指針是調(diào)用不到這個方法了。這樣處于高層的父類就承載了太多的特征（方法），并且繼承自這個父類的所有子類都不可避免繼承了父類的這些接口，但是可能這并不是這個具體子類所需要的。而在Decorator模式提供了一種較好的解決方法，當(dāng)需要添加一個操作的時候就可以通過Decorator模式來解決，你可以一步步添加新的職責(zé)。　　

雷哥就要走了，且行且珍重！

2013年12月21日 于大連，東軟。

===修改日志===

2015年2月4日 修改了個別錯別字，重新進(jìn)行了code review。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C++设计模式之装饰模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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