第11章 結構型模式—裝飾模式

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1. 裝飾模式（Decorator Pattern）的定義

（1）動態地給一個對象添加一些額外的職責。就增加功能來說，裝飾模式比產生子類更為靈活。

　　①裝飾模式是為對象（而不是類）添加功能的。

　　②用組合方式，而不是繼承方式為對象添加功能。

（2）裝飾模式的結構和說明

 

　　①Component：組件對象的介面，可以給這些對象動態地添加職責。

　　②ConcreteComponent：具體的組件對象，實現組件對象介面，通常就是被裝飾器裝飾的原始對象，也就是可以給這個對象添加職責。

　　③Decorator：所有裝飾器的抽象父類，需要定義一個與組件介面一致的介面，並持有一個Component對象的指標，其實就是持有一個被裝飾的對象。之所以從Decorator繼承而來，除了與被裝飾對象介面相同，還是有個原因是Decorator本身也可以被進一步的裝飾，形成多層的裝飾。注意，裝飾後仍然是一個Component對象，而且其功能更為複雜。

　　④ConcreteDecorator：實際的裝飾器對象，實現具體要向被裝飾對象添加的功能。

（3）思考裝飾模式

　　①裝飾模式的本質：動態組合。動態是手段，組合才是目的。通過對象組合（而不是繼承）來實現為被裝飾對象透明的增加功能，而且也可以控制功能的訪問。

　　②裝飾模式的動機：由於繼承為類型引入的靜態特質，使得通過繼承擴充方式缺乏靈活性，並且隨著子類的增多，會導致子類的膨脹。而裝飾模式可以根據需要來動態地使“對象功能擴充”，避免子類膨脹問題。

　　③裝飾器：不僅僅可以給被裝飾對象增加功能，還可以根據需要選擇是否調用被裝飾對象的功能。如果不調用，那就變成完全重新實現，相當於動態修改了被裝飾對象的功能。同時裝飾器一定要實現和組件類一致的介面，保證它們是同一個類型，並具有同一個外觀，這樣組合完成的裝飾才能夠遞迴調用下去。

2. 裝飾模式的優缺點

（1）優點

　　①比繼承更靈活：繼承是靜態，而裝飾模式把功能分離到每個裝飾器，然後通過組合方式，在運行時動態地組合功能。

　　②更容易複用功能：一般一個裝飾器只實現一個功能，使實現裝飾器變得簡單，更重要的是這樣有利於裝飾器功能的複用，可以給一個對象增加多個不同裝飾器，也可以用一個裝飾器不同的對象，從而實現複用裝飾器的功能。

　　③簡化高層定義：通過組合裝飾器的方式，在進行高層定義的時候，不用把所有功能都定義出來，而是定義最基本的就可以了，在需要的時候，組合相應的裝飾器來完成所需的功能。

（2）缺點

　　①會產生很多細粒度的對象

　　②多層的裝飾是比較複雜的，應盡量減少裝飾類的資料，以便降低系統的複雜度。

3. 使用情境

（1）在不影響其他對象的情況下，以動態、透明的方式給對象添加職責。

（2）不適合使用子類來進行擴充時，可以考慮使用裝飾模式。因為裝飾模式是使用“對象組合”的方式。所謂不適合用子類擴充的方式，比如擴充功能需要的子類太多，造成子類數目呈爆炸性增長。

（3）需要為一批兄弟類進行改裝或加裝功能。可以選用裝飾模式。

【編程實驗】在顯示每個Window前追加顯示某個logo的功能。

//結構型模式：裝飾模式//情境：在顯示每個Window前追加顯示某個logo的功能。#include <iostream>using namespace std;//************************抽象組件類******************class BaseWin  //Component{public:   virtual void show() = 0; //顯示};//***********************具體組件角色*******************//PrintDialogclass PrintDialog : public BaseWin  {public:       void show()    {        cout << "PrintDialog" << endl;    }   };//WinConfig：配置視窗class WinConfig : public BaseWin  {public:       void show()    {        cout << "WinConfig" << endl;    }   };//MainWin：主視窗class MainWin : public BaseWin  {public:       void show()    {        cout << "MainWin" << endl;    }   };//*****************************裝飾器類**********************class DecoratorWin : public BaseWin //繼承，如此裝飾後仍是BaseWin類{private:    BaseWin* mWin; //持有一個被裝飾對象的指標public:    DecoratorWin(BaseWin* Win){this->mWin = Win;}    void show()    {        mWin->show();    }};//具體的裝飾器class LogWin : public DecoratorWin{private:    void displayLogo() {cout << "LogoWin Showing..." << endl;}    public:    LogWin(BaseWin* win) : DecoratorWin(win){}    void show()    {        displayLogo(); //增加功能，在原視窗顯示之前，先顯示Logo視窗        DecoratorWin::show();    }    };int main(){     //用戶端調用        //顯示主視窗前先顯示Logo視窗    BaseWin* mainWin= new MainWin();    BaseWin* logo = new LogWin(mainWin);    logo->show();    //顯示列印對話方塊前先顯示Logo視窗    BaseWin* printDlg = new PrintDialog();    BaseWin* logo2 = new LogWin(printDlg);    logo2->show();         delete mainWin;    delete logo;    delete printDlg;    delete logo2;     return 0;}

4. 相關模式

（1）裝飾模式與策略模式

　　①策略模式也可以實現動態地改變對象的功能，但是策略模式只是一層選擇，也就是根據策略選擇一下具體的實作類別而己。而裝飾模式不是一層，而是遞迴調用，無數層都可以。

　　②策略模式改變的是原始對象的功能，其改變的是對象的核心。而裝飾器可以看作是一個對象的外殼，改變的是經過前一個裝飾器裝飾後的對象，可改變對象的行為。

　　③Decorator模式僅從外部改變對象，因此對象無需對它的裝飾有任何瞭解；也就是裝飾對象該對象來說是透明的。但策略模式，Component組件本身知道可能進行哪些擴充，因此它必須引用並維護相應的策略。

　　④策略的方法可能需要修改Component組件以適應新的擴充，另一方面，一個策略可以有自己特定的介面，而裝飾的介面則必須與組件介面一致。

（2）裝飾模式與模板方法模式

　　兩者的功能有點相似，模板方法主要應用在演算法骨架固定的情況。如果是一個相對動態演算法，可以使用裝飾模式，因為用裝飾器組裝時，其實也相當於一個調用演算法的步驟，相當於一個動態演算法骨架。

第11章 結構型模式—裝飾模式