C++设计模式三--DecoratorPattern（装饰者模式）

定义

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

要点

　　1）装饰者和被装饰者有相同的超类，是利用继承达到“类型匹配”，而不是利用继承获得“行为”。
　　2）可以用一个或多个装饰者包装一个对象。
　　3）因为装饰者和被装饰对象有相同的超类型，所以在任何需要原始对象（被包装者）的场合，可以用装饰过的对象代替它。
　　4）装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前或之后，加上自己的行为，以达到特定的目的。
　　5）对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象。
　　6）装饰者会导致设计中出现许多小对象，如果过度使用，会让程序变得复杂。

类图

设计原则

　　类应该对扩展开放，对修改关闭。

　　1）此设计原则的目标是允许类容易扩展，在不修改现有代码的情况下，就可搭配新的行为。这样的设计具有弹性，可以应对改变，可以接受新的功能来应对改变的需求。
　　2）需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方，然后应用开放-关闭原则。不要把设计的每个部分都这么做。

示例

　　下面实现咖啡馆点餐系统。不同客人对咖啡的喜好个不相同，有的喜欢加摩卡，有的喜欢加奶泡，咖啡店需要根据客户对咖啡添加品的不同计算出不同的价格。
　
Beverage.h

#ifndef BEVERAGE_H
#define BEVERAGE_H
#include 

namespace starbuzz
{
using std::string;

// 饮料超类
class Beverage
{
public:
    Beverage() {}
    virtual ~Beverage() {}

    virtual int getCost() = 0;
    virtual string getDescription() = 0;
};
}

#endif

Coffee.h

#ifndef COFFEE_H
#define COFFEE_H
#include "Beverage.h"

namespace starbuzz
{

// 咖啡类
class Coffee: public Beverage
{
public:
    Coffee(string str, int p) : description(str), cost(p)
    {
    }
    ~Coffee() {}

    int getCost()
    {
        return cost;
    }
    string getDescription()
    {
        return description;
    }
private:
    string description;
    int cost;
};

}

#endif

CondimentDecorator.h

#ifndef CONDIMENT_DECORATOR_H
#define CONDIMENT_DECORATOR_H

#include "Beverage.h"

namespace starbuzz
{

// 装饰者超类，继承自Beverage是为了装饰者和被装饰者有相同的超类
class CondimentDecorator: public Beverage
{
public:
    CondimentDecorator() {}
    ~CondimentDecorator() {}
};
}

#endif

CondimentMocha.h

#ifndef CONDIMENT_MOCHA_H
#define CONDIMENT_MOCHA_H

#include 
#include "Beverage.h"
#include "CondimentDecorator.h"

namespace starbuzz
{

// 摩卡装饰者
class CondimentMocha: public CondimentDecorator
{
public:
    CondimentMocha(Beverage *b): cost(3), description("Mocha")
    {
        this->beverage = b;
    }
    ~CondimentMocha() {}
    int getCost()
    {
        // 包装新的价格
        return beverage->getCost() + this->cost;
    }
    string getDescription()
    {
        // 包装新的描述
        return this->description + " " + beverage->getDescription();
    }
private:
    int cost;
    string description;
    Beverage *beverage;
};
}

#endif

CondimentWhip.h

#ifndef CONDIMENT_WHIP_H
#define CONDIMENT_WHIP_H

#include 
#include "Beverage.h"
#include "CondimentDecorator.h"

namespace starbuzz
{

// 奶泡装饰者
class CondimentWhip: public CondimentDecorator
{
public:
    CondimentWhip(Beverage *b): cost(10), description("Whip")
    {
        this->beverage = b;
    }
    ~CondimentWhip() {}
    int getCost()
    {
        // 包装新的价格
        return beverage->getCost() + this->cost;
    }
    string getDescription()
    {
        // 包装新的描述
        return this->description + " " + beverage->getDescription();
    }
private:
    int cost;
    string description;
    Beverage *beverage;
};
}

#endif

main.cpp

#include 

#include "Beverage.h"
#include "Coffee.h"
#include "CondimentDecorator.h"
#include "CondimentMocha.h"
#include "CondimentWhip.h"

using std::cout;
using std::endl;
using namespace starbuzz;

int main()
{
    Beverage *beverage = new Coffee("Coffee", 3);   // 咖啡
    Beverage *mocha = new CondimentMocha(beverage); // 加入摩卡
    Beverage *whip = new CondimentWhip(mocha);      // 加入奶泡

    cout << beverage->getDescription() << ":" << beverage->getCost() << endl; 
    cout << mocha->getDescription() << ":" << mocha->getCost() << endl; 
    cout << whip->getDescription() << ":" << whip->getCost() << endl; 

    delete whip;
    delete mocha;
    delete beverage;

    return 0;
}

Makefile

CXX = g++
CFLAGS = -Wall
LDFLAGS = 

target = res
srcs = main.cpp
objs = $(srcs:.cpp=.o)

.PHONY: all
all: $(target)

$(target): $(objs) FORCE
    $(CXX) $(LDFLAGS) -o $(target) $(srcs)

$(objs):%.o:%.cpp
    $(CXX) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

.PHONY: FROCE
FORCE:  

clean:
    rm -f $(target) *.o

测试

测试结果如下图所示：