装饰器模式（C++）

定义

动态(组合)地给一个对象增加一些额外的职责。就增加功能而言，Decorator模式比生成子类(继承)更为灵活(消除重复代码&减少子类个数)。

一《设计模式》 GoF

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。装饰器模式通过将对象包装在装饰器类中，以便动态地修改其行为。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

使用场景

在某些情况下我们可能会"过度地使用继承来扩展对象的功能"，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;并且随着子类的增多(扩展功能的增多)，各种子类的组合(扩展功能的组合）会导致更多子类的膨胀。
如何使"对象功能的扩展"能够根据需要来动态地实现?同时避免"扩展功能的增多"带来的子类膨胀问题?从而使得任何"功能扩展变化"所导致的影响将为最低?

结构

代码示例

cpp 复制代码

//Decorator.h
/****************************************************/
#ifndef DECORATOR_H
#define DECORATOR_H
#include<iostream>
using namespace std;
 
//创建一个形状的接口
class shape
{
public:
	shape() {};
	virtual ~shape() {};
	virtual void draw()=0;
};
 
//创建圆形circle类继承形状基类接口
class circle :public shape
{
public:
	circle(){};
	~circle(){};
	void draw(){
		cout << "draw circle" << endl;
	}
};
 
//创建一个三角形rectangle类继承形状shape基类
class rectangle :public shape
{
public:
	rectangle(){};
	~rectangle(){};
	void draw(){
		cout << "draw rectangle" << endl;
	}
};
 
//创建一个形状装饰器ShapeDecorator类继承形状shape基类
class ShapeDecorator:public shape
{
public:
	ShapeDecorator(shape *td){
		decoratedshape = td;
	}
	virtual ~ShapeDecorator(){};
	void draw(){
		decoratedshape->draw();
	}
protected:
	shape *decoratedshape;
};
 
//扩展ShapeDecorator为RedShapeDecorator
class RedShapeDecorator : public ShapeDecorator
{
public:
	RedShapeDecorator(shape *tf):ShapeDecorator(tf){
		
	}
	~RedShapeDecorator(){};
	void draw(){
		decoratedshape->draw();
		setRedBorder(decoratedshape);
	}
private:
	//设置边框颜色
	void setRedBorder(shape *tg){
		cout << "Border Color:Red" << endl;
	}
};
 
#endif

cpp 复制代码

//test.cpp
/****************************************************/
#include <iostream>
#include <string>
#include "Decorator.h"
 
 
 
int main()
{
	shape *redCircle = (shape*)new RedShapeDecorator(new circle());
	shape *redRectangle = (shape*)new RedShapeDecorator(new rectangle());
	redCircle->draw();
	redRectangle->draw();
	delete redCircle;
	delete redRectangle;
	return 0;
}

运行结果

要点总结

通过采用组合而非继承的手法，Decorator模式实现了在运行时动态扩展对象功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能。避免了使用继承带来的"灵活性差"和"多子类衍生问题"。
Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系，即Decorator类继承了Component类所具有的接口。但在实现上又表现为has-a Component的组合关系，即Decorator类又使用了另外一个Component类。
Decorator模式的目的并非解决"多子类衍生的多继承"问题，Decorator模式应用的要点在于解决"主体类在多个方向上的扩展功能"一是为"装饰"的含义。