【Python笔记-设计模式】装饰器模式

一、说明

装饰器模式是一种结构型设计模式，旨在动态的给一个对象添加额外的职责。

(一) 解决问题

不改变原有对象结构的情况下，动态地给对象添加新的功能或职责，实现透明地对对象进行功能的扩展。

(二) 使用场景

• 如果用继承来扩展对象行为的方案难以实现或者根本不可行时，可以考虑使用装饰器模式。
• 希望在无需修改代码的情况下即可使用对象， 且希望在运行时为对象新增额外的行为。

二、结构

1. 部件（Component）声明封装器和被封装对象的公用接口。
2. 具体部件（Concrete Component）类是被封装对象所属的类。它定义了基础行为，但装饰类可以改变这些行为。
3. 基础装饰（Base Decorator）类拥有一个指向被封装对象的引用成员变量。该变量的类型应当被声明为通用部件接口，这样它就可以引用具体的部件和装饰。装饰基类会将所有操作委派给被封装的对象。
4. 具体装饰类（Concrete Decorators）定义了可动态添加到部件的额外行为。具体装饰类会重写装饰基类的方法，并在调用父类方法之前或之后进行额外的行为。
5. 客户端（Client）可以使用多层装饰来封装部件，只要它能使用通用接口与所有对象互动即可。

三、伪代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: UTF-8 -*-
__doc__ = """
装饰器模式
例：实现咖啡店的订单系统，不同种类的咖啡可以搭配不同的调料，使用装饰器对原有对象 增加相应配料信息和价格
"""
 
 
class Coffee:
    """基础组件类 - 咖啡"""
 
    def cost(self):
        return 9.9
 
 
class Espresso(Coffee):
    """具体组件类 - 浓缩咖啡"""
 
    def cost(self):
        return super().cost() + 1
 
    def description(self):
        return "浓缩咖啡"
 
 
class Decorator(Coffee):
    """装饰器基类 - 调料"""
 
    def __init__(self, coffee):
        self._coffee = coffee
 
    def cost(self):
        return self._coffee.cost()
 
    def description(self):
        return self._coffee.description()
 
 
class Milk(Decorator):
    """具体装饰器类 - 牛奶"""
 
    def cost(self):
        return super().cost() + 2
 
    def description(self):
        return super().description() + " + 牛奶"
 
 
class Sugar(Decorator):
    """具体装饰器类 - 糖"""
 
    def cost(self):
        return super().cost() + 0.5
 
    def description(self):
        return super().description() + " + 糖"
 
 
# 客户端代码
if __name__ == "__main__":
    """
    浓缩咖啡 (10.9 💰)
    浓缩咖啡 + 牛奶 (12.9 💰)
    浓缩咖啡 + 牛奶 + 糖 (13.4 💰)
    """
    coffee = Espresso()
    print(f"{coffee.description()} ({coffee.cost()} 💰)")
 
    # 加入牛奶
    coffee_with_milk = Milk(coffee)
    print(f"{coffee_with_milk.description()} ({coffee_with_milk.cost()} 💰)")
 
    # 再加入糖
    coffee_with_sugar = Sugar(coffee_with_milk)
    print(f"{coffee_with_sugar.description()} ({coffee_with_sugar.cost()} 💰)")

四、优缺点

优点

• 灵活性高：装饰器模式可以动态地给一个对象添加额外的功能，而不需要改变其结构
• 单一职责原则。 你可以将实现了许多不同行为的一个大类拆分为多个较小的类。
• 提高了代码复用性：可以将装饰器类与具体的组件类分开，使得装饰器类可以复用于不同的组件类。

缺点

• 顺序对功能影响：装饰器的顺序会影响最终的功能效果，可能会导致功能组合的结果不可预测，需要谨慎设计装饰器的顺序。
• 增加了系统复杂性

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