C++ 装饰器模式

什么是装饰器模式？

• 装饰器模式是一种结构型设计模式,实现了在不改变现有对象结构的的同时又拓展了新的功能；
• 装饰器本质上是对现有对象的重新包装，同时装饰器又称为封装器；

如何理解装饰器模式

以笔记本电脑为例，当我们购买了一台新笔记本电脑，但我们发现写代码时，屏幕太小，费眼睛,这时候我们有购买了一个24寸的显示器有了显示器又觉得键盘不舒服，这时候购买了一把机械键盘,陆陆续续又购买了鼠标、USB拓展坞。
这时我们再回头看，发现笔记本电脑没有做任何的修理，但我们为笔记本拓展了显示器、键盘、鼠标等外设，这些外设不属于笔记本电脑，同时笔记本没有这些外设（一个或多个）也可以正常工作。这就是装饰器的原理

代码描述

我们这里以手机为例，手机的最初功能就是打电话，后来随着智能手机的出现，又开始有了WIFI、拍照等等的功能

• 首先需要一个手机的接口类

class I_Phone {
public:
	virtual ~I_Phone(){};
	virtual void ShowFunction() = 0;
};
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• 创建几个市面上的手机厂商

class XiaoMi : public I_Phone {
public:
	void ShowFunction() { cout << "This is XiaoMi Moblie Phone" << endl; }
};
class ViVo : public I_Phone {
public:
	void ShowFunction() { cout << "This is ViVo Moblie Phone" << endl; }
};
class Apple : public I_Phone {
public:
	void ShowFunction() { cout << "This is Apple Moblie Phone" << endl; }
};
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• 这时候智能机出现，手机厂商根据自身实力，去给自家手机增加某些新功能,这里随机举几个例子 5G、拍照、云服务

//5G
class Decorator_5G : public I_Phone {
public:
	Decorator_5G(std::shared_ptr<I_Phone> phone) : i_phone_(phone) {}
	void ShowFunction()
	{
		i_phone_->ShowFunction();
		cout << "Function:5G" << endl;
	}
private:
	std::shared_ptr<I_Phone> i_phone_;
};
//拍照
class Decorator_Camera : public I_Phone {
public:
	Decorator_Camera(std::shared_ptr<I_Phone> phone) : i_phone_(phone) {}
	void ShowFunction()
	{
		i_phone_->ShowFunction();
		cout << "Function:Camera" << endl;
	}
private:
	std::shared_ptr<I_Phone> i_phone_;
};
//云服务
class Decorator_CloudService : public I_Phone {
public:
	Decorator_CloudService(std::shared_ptr<I_Phone> phone) : i_phone_(phone) {}
	void ShowFunction()
	{
		i_phone_->ShowFunction();
		cout << "Function:CloudService" << endl;
	}
private:
	std::shared_ptr<I_Phone> i_phone_;
};
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• 这时候如何把这些功能整合到手机上呢

int main()
{
	//最初只有三款手机
	std::shared_ptr<I_Phone> mi_    = std::make_shared<XiaoMi>();
	std::shared_ptr<I_Phone> vivo_  = std::make_shared<ViVo>();
	std::shared_ptr<I_Phone> apple_ = std::make_shared<Apple>();
	//XiaoMi公司给手机拓展的功能
	std::shared_ptr<I_Phone> mi_decorate_ = std::make_shared<Decorator_5G>(mi_);
	mi_decorate_                          = std::make_shared<Decorator_Camera>(mi_decorate_);
	mi_decorate_->ShowFunction();
	cout << endl;
	//vivo公司给手机拓展的功能
	std::shared_ptr<I_Phone> vivo_decorate_ = std::make_shared<Decorator_Camera>(vivo_);
	vivo_decorate_->ShowFunction();
	cout << endl;
	//Apple公司给手机拓展的功能
	std::shared_ptr<I_Phone> apple_decorate_ = std::make_shared<Decorator_Camera>(apple_);
	apple_decorate_                          = std::make_shared<Decorator_CloudService>(apple_decorate_);
	apple_decorate_                          = std::make_shared<Decorator_5G>(apple_decorate_);
	apple_decorate_->ShowFunction();
	cout << endl;

	return 0;
}
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• 最后三种手机拓展的功能结果
  

装饰器模式的思考

装饰器模式的优缺点
优点:

• 单一职责，每个类只负责自己的功能
• 通过装饰类拓展功能，无需创建新的子类，就实现了对原有功能的拓展
• 可以通过不同的装饰类组合拓展多个新功能
• 可以在运行时添加或删除某些装饰类的功能

缺点：

• 给原有类装饰的新功能，很难不按照装饰的顺序栈执行
• 运行时删除某些装饰类很麻烦
• 多层装饰会让代码变得难以理解

装饰器模式与其他模式的比较

• 装饰器就是对派生类写法的一种优化方向，一定程度上可以避免代码的无限膨胀。
• 和适配器模式相比，装饰器模式可以在不改变对象接口的前提下，拓展新功能，并且可以递归组合，这个是适配器无法实现的
• 装饰器模式和组合模式很像，但装饰器是给被装饰对象拓展新的功能，而组合模式则是对原有的对象不同的叶子节点进行求和。组合对象不修改原有方法调用，重点是在组织不同子对象；装饰者模式在确保只有一个子对象的同时，又对调用执行的方法进行了拓展。