学习设计模式：Decorator（装饰模式）

旧城等待， 2023-01-13 09:59 130阅读 0赞

别名包装器（Wrapper ，书上装饰器和适配器别名都叫 Wrapper）

# 意图 #

动态地给一个对象添加一些额外的职责。

# 适用性 #

以下情况可以使用 Decorator 模式：

*  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。（关联第三点）
 *  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。（不能作为被装饰类的直接子类时）

# 结构 #

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2dvbmdqaWFuYm8xOTky_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

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，即具体的装饰操作。

# 细则 #

装饰对象的接口必须与被装饰的 Component 接口一致，因此 C++ 中 Component 和 Decorator 一般继承同一个接口类。

如果扩展类型很少，Decorator 和 ConcreteDecorator 设计可以合并。

相对于使用静态继承（多重继承）来扩展的方式，装饰模式更加灵活，也避免了为每个类型都写一次扩展类带来的子类膨胀问题。

避免在层次结构高层的类有太多的特征。通过逐层次的装饰来实现最终需求。（想到了动画序列的组合，可以通过简单的动画组成复杂的序列动画效果）

继承来扩展大多满足里氏替换原则，但是 Decorator 和 Component 只是接口一致，不能把装饰后的对象当作被装饰对象用。

采用 Decorator 模式进行系统设计往往会产生许多看上去类似的小对象。导致很难学习系统，排错也很困难。

Component 抽象接口尽量简单，因为 Decorator 需要保持接口一致性，如果很庞大，Strategy 更合适。

# 代码示例 #

#include <iostream>
    #include <string>
    
    class Stream
    {
    public:
    	virtual ~Stream() {}
    	virtual bool open() = 0;
    	virtual uint64_t read(char* out, uint64_t max) = 0;
    	virtual uint64_t write(const char* in, uint64_t len) = 0;
    	virtual void close() = 0;
    };
    
    class FileStream : public Stream
    {
    	//... ...
    };
    
    class NetworkStream : public Stream
    {
    	//... ...
    };
    
    class Decorator : public Stream
    {
    public:
    	Decorator(Stream* s) : stream(s) {}
    
    	Stream* getStream() {
    		return stream;
    	}
    
    private:
    	Stream* stream;
    };
    
    class CryptDecorator : public Decorator
    {
    public:
    	CryptDecorator(Stream* s) : Decorator(s) {}
    
    	bool open() override;
    	uint64_t read(char* out, uint64_t max) override {
    		char* crypt_data;
    		uint64_t len = getStream()->read(crypt_data, max);
    		//decrypt--此处假设加解密不影响长度
    		memcpy(out, crypt_data, len);
    		return len;
    	}
    	uint64_t write(const char* in, uint64_t len) override {
    		char* crypt_data;
    		//encrypt--此处假设加解密不影响长度
    		return getStream()->write(crypt_data, len);
    	}
    	void close() override;
    };
    
    int main()
    {
    	FileStream fs("filepath");
    	CryptDecorator cd(&fs);
    	if (cd.open()) {
    		//... ...
    	}
    	return 0;
    }

# 相关模式 #

Decorator 和 Adapter 虽然都是 Wrapper，但是 Decorator 保持了接口一致性，主要是改变职责/扩展，而 Adapter 封装了新的接口进行适配。

可以将 Decorator 视为一个退化的、仅有一个组件的 Composite。然而，Decorator 仅给对象添加额外的职责，它的目的不在于对象聚集。

用一个 Decorator 可以改变对象的外表，而 Strategy 模式使得你可以改变对象的内核。这是改变对象的两种途径。（当 Component 类原本就很庞大时，使用 Decorator 模式的代价太高，Strategy 更合适。）

# 参照 #

书籍：GOF《设计模式：可复用面向对象软件的基础》

视频：李建忠设计模式（版权问题，自行搜索）

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