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HeadFirst设计模式 之 C++实现(三):Decorator(装饰者模式)
装饰者模式是很有意思的一种设计模式,你将能够在不修改任何底层代码的情况下,给你的(或别人的)对象赋予新的职责。不是使用继承每回在编译时超类上修改代码,而是利用组合(composition)和委托(delegation)可以在运行时具有继承行为的效果。
代码应该如同晚霞中的莲花一样地关闭(免于改变),如同晨曦中的莲花一样地开放(能够扩展)。
这就是,设计原则之五:类应该对扩展开放,对修改关闭。
通常情况下,我们不会对代码的每一处设计都采用该原则,我们实在没有闲工夫把设计的每个部分都这么设计(而且,就算做得到,也可能只是一种浪费)。你需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方,然后应用开放-关闭原则。
装饰者模式,【动态地将责任附加到对象上】若要扩展功能,装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。
当然,这并不代表我们在设计类的时候不采用继承,装饰者和被装饰者必须是一样的类型,也就是有共同的超类,这是相当关键的地方。在这里,我们利用继承达到“类型匹配”,而不是利用继承获得“行为”。如果依赖继承,那么类的行为只能在编译时静态决定。换句话说,行如果不是来自超类,就是子类覆盖后的版本。反之,利用组合,可以把装饰者混合着用……而且是在“运行时”。
下面我们来看星巴兹饮料的设计方案,四种饮料可以分别和不同数量不同种类的调料搭配起来销售给客户:
装饰者通常是用其他类似于工厂或生成器这样的模式创建的。组合和委托可用于在运行时动态地加上新的行为。
然后是我自己用C++实现的星巴兹饮料模型(在实现中,我加入了:在菜单上加上咖啡的容量大小供客户选择,因此也需要考虑调料根据咖啡容量收费),有疏漏的地方请指教:
// Decorator Patterm(装饰者设计模式) #include <iostream> #include <string> enum SIZE{Tall_SIZE, GRANDE_SIZE, RENTI_SIZE}; using std::string; // 超类,ABC,抽象组件 class Beverage { public: Beverage(); virtual ~Beverage(); int getSize(); // 在实现饮料搭配调料的基础上,添加的新功能 void setSize(int sizeOfBeverge); // 可以自主选择大中小杯,当然,价格也不一样哦~ virtual string & getDescription() = 0; virtual float cost() = 0; protected: string m_description; private: SIZE m_size; }; // 装饰类,抽象装饰 class CondimentDecorator : public Beverage { public: virtual string & getDescription(); }; // 具体的咖啡,继承自超类,具体组件 class Espresso : public Beverage { public: Espresso(); float cost(); }; class HouseBlend : public Beverage { public: HouseBlend(); float cost(); }; // 另外两种饮料类(DarkRoast和Decaf)都是一样的 // 调料,具体装饰 class Mocha : public CondimentDecorator { private: Beverage *m_beverage; public: Mocha(Beverage * beverage); string & getDescription(); float cost(); }; class Whip : public CondimentDecorator { private: Beverage *m_beverage; public: Whip(Beverage * beverage); string & getDescription(); float cost(); };
DECORATOR—Mary过完轮到Sarly过生日,还是不要叫她自己挑了,不然这个月伙食费肯定玩完,拿出我去年在华山顶上照的照片,在背面写上“最好的的礼物,就是爱你的Fita”,再到街上礼品店买了个像框(卖礼品的MM也很漂亮哦),再找隔壁搞美术设计的Mike设计了一个漂亮的盒子装起来……我们都是Decorator,最终都在修饰我这个人呀,怎么样,看懂了吗?
装饰模式:装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能,是继承关系的一个替代方案,提供比继承更多的灵活性。动态给一个对象增加功能,这些功能可以再动态的撤消。增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能。
// Decorator Patterm(装饰者设计模式) #include "DecoratorPattern.h" // 超类,ABC,抽象组件 Beverage::Beverage() { this->m_description = "Unknow Beverage"; m_size = RENTI_SIZE; } Beverage::~Beverage() { } string & Beverage::getDescription() { return m_description; } int Beverage::getSize() { return m_size; } // 输入0 - Tall_SIZE小杯,输入1 - GRANDE_SIZE中杯 // 输入2 - RENTI_SIZE,输入others - 默认RENTI_SIZE大杯 void Beverage::setSize(int sizeOfBeverge) { switch(sizeOfBeverge) { case Tall_SIZE: m_size = Tall_SIZE; break; case GRANDE_SIZE: m_size = GRANDE_SIZE; break; case RENTI_SIZE: default: m_size = RENTI_SIZE; break; } } // CondimentDecorator没有什么好实现的,构造和析构都用默认 // 具体的咖啡,继承自超类,具体组件 Espresso::Espresso() { m_description = "Espresso Coffee"; } float Espresso::cost() { double allCost; switch(getSize()) { case Tall_SIZE: allCost = 1.0; break; case GRANDE_SIZE: allCost = 1.5; break; case RENTI_SIZE: default: allCost = 1.9; break; } return allCost; } HouseBlend::HouseBlend() { m_description = "HouseBlend Coffee"; } float HouseBlend::cost() { double allCost; switch(getSize()) { case Tall_SIZE: allCost = .4; break; case GRANDE_SIZE: allCost = .7; break; case RENTI_SIZE: default: allCost = .89; break; } return allCost; } // 调料,具体的装饰类 Mocha::Mocha(Beverage * beverage) { m_beverage = beverage; } string & Mocha::getDescription() { return m_beverage->getDescription() + ", Mocha"; } float Mocha::cost() { double allcost = m_beverage->cost(); switch(m_beverage->getSize()) { case Tall_SIZE: allcost += .10; break; case GRANDE_SIZE: allcost += .15; break; case RENTI_SIZE: default: allcost += .20; break; } return allcost; } Whip::Whip(Beverage * beverage) { m_beverage = beverage; } string & Whip::getDescription() { return m_beverage->getDescription() + ", Whip"; } float Whip::cost() { double allcost = m_beverage->cost(); switch(m_beverage->getSize()) { case Tall_SIZE: allcost += .15; break; case GRANDE_SIZE: allcost += .20; break; case RENTI_SIZE: default: allcost += .25; break; } return allcost; }
我们比方说,如果顾客想要双倍摩卡奶泡深焙咖啡中杯,实现如下(图表示的是摩卡和奶泡深焙咖啡的包含装饰结构):
<pre name="code" class="cpp">
int main() { // 双倍摩卡奶泡深焙咖啡中杯 Beverage * beverage1 = new Espresso(); beverage1->setSize(GRANDE_SIZE); beverage1 = new Mocha(beverage1); beverage1 = new Mocha(beverage1); beverage1 = new Whip(beverage1); delete beverage1; return 0; }
我相信大家都有用过PS,而且都了解过PS中图层的原理,当我们P图片时候使用图层可以实现很多效果,而且如果我们觉得其中一个图层效果不好看我们可以直接删除,而不影响其他图层,我们每次P出来的照片都是一层层图层的叠加得到的。这也是装饰者的一种可应用场景。
当然,装饰者模式也有缺点:
1、 装饰链不能过长,否则会影响效率。
2、只在必要的时候使用装饰者模式,装饰者会导致设计中出现许多小对象,如果过度使用,会让程序变得很复杂,增加系统维护难度。
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