装饰模式C++实现（decorator）

里克贝斯

发布于 2021-05-21 11:45:17

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发布于 2021-05-21 11:45:17

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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

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

代码与函数

Component：Car类

ConcreteComponent：TOYOTA、VOLOVO类

Decorator：Function类

ConcreteDecorator：Navigator、SelfDrive、VoiceControl类

C++

#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;
}