C++设计模式——装饰模式(Decorator)
2021/8/1 12:06:05
本文主要是介绍C++设计模式——装饰模式(Decorator),对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!
装饰模式
在某些情况下我们可能会“过度地使用继承来扩展对象的功能”,由于继承为类型引入的静态特质,使得这种扩展方式缺乏灵活性;并且随着子类的增多(扩展功能的增多),各种子类的组合(扩展功能的组合)会导致更多子类的膨胀。
装饰模式:动态(组合)地给一个对象增加一些额外的职责。就增加功能而言,Decorator模式比生成子类(继承)更为灵活(消除重复代码 & 减少子类个数)。
问题导入:
//业务操作 class Stream{ public: virtual void Write(char data)=0; virtual ~Stream(){} }; //主体类 class FileStream: public Stream{ public: virtual void Write(char data){ } }; class NetworkStream :public Stream{ public: virtual void Write(char data){ } }; class MemoryStream :public Stream{ public: virtual void Write(char data){ //写内存流 } };
此时,如果需要对这些子类进行扩展,如加上对各种流的加密或缓冲操作,代码如下:
//扩展操作 class CryptoFileStream :public FileStream{ public: virtual void Write(char data){ //加密 FileStream::Write(data); //加密 } }; class CryptoNetworkStream : :public NetworkStream{ public: virtual void Write(char data){ //加密 NetworkStream::Write(data); //加密 } }; class CryptoMemoryStream : public MemoryStream{ public: virtual void Write(char data){ //加密 MemoryStream::Write(data); //加密 } }; class BufferedFileStream : public FileStream{ //... }; class BufferedNetworkStream : public NetworkStream{ //... }; class BufferedMemoryStream : public MemoryStream{ //... } class CryptoBufferedFileStream :public FileStream{ public: virtual void Write(char data){ //加密 //缓冲 FileStream::Write(data);//写文件流 //加密 //缓冲 } }; void Process(){ //编译时装配 CryptoFileStream *fs1 = new CryptoFileStream(); BufferedFileStream *fs2 = new BufferedFileStream(); CryptoBufferedFileStream *fs3 =new CryptoBufferedFileStream(); }
其中针对每个流的加密和缓冲操作都是一样的,就带来了大量的代码重复。此时考虑组合替换继承:
//扩展操作 class CryptoFileStream { private: FileStream* stream; public: virtual void Write(char data){ //加密 stream->Write(data); //加密 } }; class CryptoNetworkStream { private: NetworkStream* stream; public: virtual void Write(char data){ //加密 stream->Write(data); //加密 } }; class CryptoMemoryStream { private: MemoryStream* stream; public: virtual void Write(byte data){ //加密 stream->Write(data); //加密 } }; class BufferedFileStream : public FileStream{ //... }; class BufferedNetworkStream : public NetworkStream{ //... }; class BufferedMemoryStream : public MemoryStream{ //... } class CryptoBufferedFileStream { private: FileStream* stream; public: virtual void Write(chardata){ //.... stream->Write(data); } }; void Process(){ //编译时装配 CryptoFileStream *fs1 = new CryptoFileStream(); BufferedFileStream *fs2 = new BufferedFileStream(); CryptoBufferedFileStream *fs3 =new CryptoBufferedFileStream(); }
替换之后,CryptoFileStream、CryptoNetworkStream 、CryptoMemoryStream这三个类的操作都是一样的,唯有成员变量不同。而根据多态的原则,可以把成员变量也统一,Stream* stream。这样在编译时保持一样,运行时通过多态的方式支持变化。stream = new FileStream();使得3个类一样,消除重复。 同时为了实现接口规范,还需要继承Stream基类。 最终代码如下:
#include<iostream> using namespace std; class Stream { public: virtual void Write(char data) = 0; virtual ~Stream() {} }; //主体类 class FileStream : public Stream { public: virtual void Write(char data) { //写文件流 } }; class NetworkStream :public Stream { public: virtual void Write(char data) { //写网络流 } }; class MemoryStream :public Stream { public: virtual void Write(char data) { //写内存流 } }; //扩展操作 class DecoratorStream :public Stream {//主要是讲扩展子类的相同成员变量抽象上去 protected: Stream* stream; DecoratorStream(Stream* stm):stream(stm){} }; class CryptoStream :public DecoratorStream { public: CryptoStream(Stream* stm):DecoratorStream(stm){} virtual void Write(char data) { //加密 stream->Write(data); //加密 } }; class BufferedStream :public DecoratorStream { public: BufferedStream(Stream* stm) :DecoratorStream(stm) {} virtual void Write(char data) { //缓存 stream->Write(data); //缓存 } }; void process() { //运行时装配 FileStream* s1 = new FileStream(); //文件流加密 CryptoStream* s2 = new CryptoStream(s1); //文件流缓存 BufferedStream* s3 = new BufferedStream(s1); //文件流加密缓存 BufferedStream* s4 = new BufferedStream(s2);//两次向上调 }
要点:
1、通过采用组合而非继承的手法, Decorator模式实现了在运行时动态扩展对象功能的能力,而且可以根据需要扩展多个功能。避免了使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。
2、Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系,即Decorator类继承了Component类所具有的接口。但在实现上又表现为has-a Component的组合关系,即Decorator类又使用了另外一个Component类。
3、Decorator模式的目的并非解决“多子类衍生的多继承”问题,Decorator模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义。
本文内容参考自李建忠《C++设计模式》。
这篇关于C++设计模式——装饰模式(Decorator)的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对大家有所帮助,也希望大家多多支持为之网!
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