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C++实现设计模式之装饰者模式详解

2024-04-02 19:55

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设计模式和设计原则

装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能，装饰者模式提供了比继承更有弹性的替代方案。

装饰者模式遵循的设计原则：

类应该对扩展开放，对修改关闭。

装饰者模式中的类

装饰者模式中的类如下图，C++设计模式之装饰模式

其中Component抽象组件类，即被装饰的类，每个组件都可以单独使用，或者被装饰者包起来使用。该类中声明了一些接口，这些接口将在具体组件，以及具体装饰者中实现。

ConcreteComponent具体组件类，继承自组件类，是我们要动态地加上新行为（即要装饰）的对象。

Decorator抽象装饰者类是具体装饰者的基类，装饰者类中包含一个组件类型的指针，是为了记录被装饰的对象。当需要获得装饰之后的行为时可以通过该指针获得被装饰者的行为加上装饰者自身的行为，这个在下面案例中会看到。

ConcreteDecorator具体装饰者类，装饰者类要实现Decorator中定义的方法，另外可以加一些新的方法。

如上图所示装饰者和被装饰者必须是一样地类型，也就是有共同地超类，这是相当关键的地方。这是因为装饰者必须能取代被装饰者。

案列描述

咖啡馆提供各种各样的咖啡，每种咖啡可以加不同调料（摩卡、奶泡，双糖，半糖等）。以饮料为抽象组件，各种各样的咖啡为具体组件，咖啡中的不同调料为装饰者。每种咖啡以及调料有各自的描述和价格，使用装饰者模式，加了不同调料的咖啡也可以轻松给出描述和价格。

下面例子中生产三种咖啡：不加调料的Espresso、加双倍摩卡一份奶泡的DarkRoast和加双倍奶泡一份摩卡的HouseBlend.。

代码实现

声明：类的声明和实现在同一个文件里是个坏习惯，坏习惯，坏习惯，但因为我懒，还是写一起了，大家不要效仿，要引以为戒，要引以为戒，要引以为戒。

首先定义抽象组件类Beverage和抽象装饰者类CondimentDecorator，代码如下。这里关键的地方是抽象装饰者继承自抽象组件，且包含一个抽象组件的引用。


//抽象组件类-饮料
class Beverage
{
public:
	Beverage() :m_description("Unknown Beverage")
	{
	}
	virtual std::string getDescription(){ return m_description; }
	virtual double cost() = 0;
protected:
	std::string m_description;
};
//抽象装饰者类-调料，继承自饮料类
class CondimentDecorator :public Beverage
{
public:
	CondimentDecorator(Beverage* berverge) 
		:m_beverage(berverge)
	{
	}
	virtual std::string getDescription() = 0;//定义成纯虚函数，是为了强制子类实例化时必须实现它。
protected:
	Beverage* m_beverage;
};

然后定义具体组件，即三种具体的咖啡DarkRoast、Espresso和HouseBlend。


//三个具体组件
class DarkRoast :public Beverage
{
public:
	DarkRoast()
	{
		m_description = "DarkRoast";
	}
	double cost()
	{
		return 2.99;
	}
};
class Espresso :public Beverage
{
public:
	Espresso()
	{
		m_description = "Espresso";
	}
	double cost()
	{
		return 1.99;
	}
};
class HouseBlend :public Beverage
{
public:
	HouseBlend()
	{
		m_description = "HouseBlend";
	}
	double cost()
	{
		return 0.89;
	}
};

再定义两个具体装饰者类，即两种调料Mocha和Milk。


//两个具体装饰者
class Mocha :public CondimentDecorator
{
public:
	Mocha(Beverage* beverage) :CondimentDecorator(beverage)
	{
	}
	std::string getDescription()
	{
		return  m_beverage->getDescription() + " Mocha";
	}
	double cost()
	{
		return 0.2 + m_beverage->cost();
	}
};
class Milk :public CondimentDecorator
{
public:
	Milk(Beverage* beverage) :CondimentDecorator(beverage)
	{
	}
	std::string getDescription()
	{
		return  m_beverage->getDescription() + " Milk";
	}
	double cost()
	{
		return 0.5 + m_beverage->cost();
	}
};

最后在main函数中写测试代码，生产三种咖啡：不加调料的Espresso、加双倍摩卡一份奶泡的DarkRoast和加双倍奶泡一份摩卡的HouseBlend.


//测试代码
int main()
{
	//不加调料的Espresso
	Beverage* beverage = new Espresso();
	std::cout << beverage->getDescription() << " ￥" << beverage->cost() << std::endl;
	//加双倍摩卡和奶泡的DarkRoast
	Beverage* beverage2 = new DarkRoast();
	beverage2 = new Mocha(beverage2);
	beverage2 = new Mocha(beverage2);
	beverage2 = new Milk(beverage2);
	std::cout << beverage2->getDescription() << " ￥" << beverage2->cost() << std::endl;
	//加双倍奶泡的和一份摩卡的HouseBlend
	Beverage* beverage3 = new HouseBlend();
	beverage3 = new Mocha(beverage3);
	beverage3 = new Milk(beverage3);
	beverage3 = new Milk(beverage3);
	std::cout << beverage3->getDescription() << " ￥" << beverage3->cost() << std::endl;
	system("pause");
	delete beverage;
	delete beverage2;
	delete beverage3;
}

运行结果