装饰模式C++实现

雨点打透心脏的1/2处 2021-11-10 10:34 203阅读 0赞

## 简介 ##

动态地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。

## 动机 ##

有时我们希望给某个对象而不是整个类添加一些功能。  
使用继承机制是添加功能的一种有效途径，但不够灵活，用户不能控制对组件添加功能的方式和时机。  
一种较为灵活的方式是将组件嵌入另一个对象中，由这个对象添加功能，我们称这个嵌入的对象为装饰。  
这个装饰与它所装饰的组件接口一致，因此它对使用该组件的客户透明。

## 适用性 ##

在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。  
处理那些可以撤销的职责。  
当不能采用生成子类的方法进行扩充时。  
可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。  
类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

## 结构 ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70]

### 装饰模式的参与者 ###

Component  
定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。  
ConcreteComponent  
定义一个对象，可以给这个对象添加一些职责。  
Decorator  
维持一个指向Component对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口。  
ConcreteDecorator  
向组件添加职责。

### 装饰模式的协作 ###

Decorator将请求转发给它的Component对象，并有可能在转发请求前后执行一些附加动作。

### 效果 ###

比静态继承更灵活  
避免在层次结构高层的类有太多的特征  
Decorator与它的Component不一样  
有许多小对象

### 注意点 ###

如果只有一个ConcreteComponent类而没有Component类，那么Decorator类可以是ConcreteComponent的一个子类。  
同理，如果只有一个ConcreteDecorator类，那么就没有必要建立一个单独的Decorator类，而可以把Decorator和ConcreteDecorator合并成一个类。

## 实例 ##

给定两种初始的汽车类，例如丰田和沃尔沃，利用装饰模式分别给它们添加新的功能，其中丰田可以导航和自动驾驶，沃尔沃可以导航和语音控制。

### UML图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3h5aXN2_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

### 代码与函数 ###

Component：Car类

ConcreteComponent：TOYOTA、VOLOVO类

Decorator：Function类

ConcreteDecorator：Navigator、SelfDrive、VoiceControl类

### 代码 ###

#include<iostream>
    using namespace std;
     
    /*
    给定两种初始的汽车类，例如丰田和沃尔沃，
    利用装饰模式分别给它们添加新的功能，
    其中丰田可以导航和自动驾驶，沃尔沃可以导航和语音控制。
    */
     
    class Car{
        //Component
    public:
        virtual void showInfo() = 0;
    };
     
    class TOYOTA: public Car{
        
    public:
        TOYOTA(){
        }
        TOYOTA(string name){
        
            this->name = name;
        }
        void showInfo(){
        
            cout<<name<<endl;
        }
    private:
        string name;
    };
     
    class  VOLOVO: public Car{
        
    public:
        VOLOVO(){
        }
        VOLOVO(string name){
        
            this->name = name;
        }
        void showInfo(){
        
            cout<<name<<endl;
        }
    private:
        string name;
    };
     
    class Function: public Car{
        //Decorator
    protected:
        Car* car;
    public:
        void Decorate(Car* car){
        
            this->car = car;
        }
        void showInfo(){
        
            if(car != NULL)car->showInfo();
        }
    };
     
    //其中丰田可以导航和自动驾驶，沃尔沃可以导航和语音控制。
     
    class Navigator: public Function{
        
    public:
        void showInfo(){
        
            cout<<"导航 ";
            Function::showInfo();
        }
    };
     
    class SelfDrive: public Function{
        
    public:
        void showInfo(){
        
            cout<<"自动驾驶 ";
            Function::showInfo();
        }
    };
     
    class VoiceControl: public Function{
        
    public:
        void showInfo(){
        
            cout<<"语音控制 ";
            Function::showInfo();
        }
    };
     
     
    //其中丰田可以导航和自动驾驶，沃尔沃可以导航和语音控制。
    int main(){
        
        Car* toyota = new TOYOTA("丰田卡罗拉");
        Navigator* na = new Navigator();
        SelfDrive* sd = new SelfDrive();
        na->Decorate(toyota);
        sd->Decorate(na);
        sd->showInfo();
        cout<<endl;
        
        Car* volovo = new VOLOVO("沃尔沃S90");
        Navigator* na2 = new Navigator();
        VoiceControl* vc = new VoiceControl();
        na2->Decorate(volovo);
        vc->Decorate(na2);
        vc->showInfo();
     
        return 0;
    }

### 总结 ###

①本次实验通过Car的实例掌握并编码了装饰模式。

②注意如果只有一个ConcreteComponent类而没有Component类，那么Decorator类可以是ConcreteComponent的一个子类。在本次实验中，有TOYOTA和VOLOVO两个具体的类，因此需要一个Component的Car类来定义接口。

③由②可知，如果只有一个ConcreteDecorator类，那么就没有必要建立一个单独的Decorator类，而可以把Decorator和ConcreteDecorator合并成一个类。在本次实验中有Navigator、SelfDrive、VoiceControl三个具体的装饰类。

④在客户端中，要最后一个添加的职责，用来是包装好了的车对象，因此需要由最后一个装饰的实例显示结果。

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