装饰器模式

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。

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。

我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中，我们将把一个形状装饰上不同的颜色，同时又不改变形状类。

介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

应用实例： 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类。然后我们创建一个实现了 Shape 接口的抽象装饰类 ShapeDecorator，并把 Shape 对象作为它的实例变量。

RedShapeDecorator 是实现了 ShapeDecorator 的实体类。

DecoratorPatternDemo，我们的演示类使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。

装饰器模式的 UML 图

步骤 1

创建一个接口。

class Shape{
public:
    virtual ~Shape(){};

    virtual void draw() = 0;
};

步骤 2

创建实现接口的实体类。


class Circle : public  Shape{
public:
    void draw() override {
      std::cout << "draw a circle" << std::endl;
    }
};

class Rectangle : public  Shape{
public:
    void draw() override {
      std::cout << "draw a rectangle" << std::endl;
    }
};

步骤 3

创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类。

class ShapDecorator: public Shape{
public:
    explicit ShapDecorator(Shape * shape):_shape(shape){}

    virtual void draw() override {
          _shape->draw();
    }

protected:
    Shape * _shape;
};

步骤 4

创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类。

class RedShapeDecorator:public ShapDecorator{
public:
    explicit RedShapeDecorator(Shape *shape) : ShapDecorator(shape) {

    }

    void draw() override {
        std::cout << "<red>" << std::endl;
        _shape->draw();
        std::cout << "<red/>" << std::endl;

    }
};

class GreenShapeDecorator:public ShapDecorator{
public:
    explicit GreenShapeDecorator(Shape *shape) : ShapDecorator(shape) {

    }

    void draw() override {
        std::cout << "<green>"<< std::endl;
        _shape->draw();
        std::cout << "<green/>" << std::endl;
    }
};

步骤 5

使用 RedShapeDecorator 和 GreenShapeDecorator来装饰 Shape 对象。

    Shape * circle = new Circle();
    Shape * rectangle = new Rectangle();
    circle->draw();
    rectangle->draw();
    Shape * redDecorator = new RedShapeDecorator(circle);
    redDecorator->draw();
    Shape * greenDecorator = new GreenShapeDecorator(circle);
    greenDecorator->draw();
    delete(greenDecorator);
    delete(redDecorator);
    delete(rectangle);
    delete(circle);

步骤 6

验证输出。

draw a circle
draw a rectangle
<red>
draw a circle
<red/>
<green>
draw a circle
<green/>

设计模式C++实现--Decorator模式