Python與設計模式--裝飾器模式

一、快餐點餐系統

又提到了那個快餐點餐系統，不過今天我們只以其中的一個類作爲主角：飲料類。首先，回憶下飲料類：

class Beverage():
    name = ""
    price = 0.0
    type = "BEVERAGE"
    def getPrice(self):
        return self.price
    def setPrice(self, price):
        self.price = price
    def getName(self):
        return self.name


class coke(Beverage):
    def __init__(self):
        self.name = "coke"
        self.price = 4.0


class milk(Beverage):
    def __init__(self):
        self.name = "milk"
        self.price = 5.0

除了基本配置，快餐店賣可樂時，可以選擇加冰，如果加冰的話，要在原價上加0.3元；賣牛奶時，可以選擇加糖，如果加糖的話，要原價上加0.5元。怎麼解決這樣的問題？可以選擇裝飾器模式來解決這一類的問題。首先，定義裝飾器類：

class drinkDecorator():
    def getName(self):
        pass
    def getPrice(self):
        pass

class iceDecorator(drinkDecorator):
    def __init__(self,beverage):
        self.beverage=beverage
    def getName(self):
        return self.beverage.getName()+" +ice"
    def getPrice(self):
        return self.beverage.getPrice()+0.3
    
class sugarDecorator(drinkDecorator):
    def __init__(self,beverage):
        self.beverage=beverage
    def getName(self):
        return self.beverage.getName()+" +sugar"
    def getPrice(self):
        return self.beverage.getPrice()+0.5

構建好裝飾器後，在具體的業務場景中，就可以與飲料類進行關聯。以可樂+冰爲例，示例業務場景如下：

if  __name__=="__main__":
    coke_cola=coke()
    print "Name:%s"%coke_cola.getName()
    print "Price:%s"%coke_cola.getPrice()
    ice_coke=iceDecorator(coke_cola)
    print "Name:%s" % ice_coke.getName()
    print "Price:%s" % ice_coke.getPrice()

'''
打印結果如下：


Name:coke
Price:4.0
Name:coke +ice
Price:4.3
'''

二、裝飾器模式

裝飾器模式定義如下：動態地給一個對象添加一些額外的職責。在增加功能方面，裝飾器模式比生成子類更爲靈活。

裝飾器模式和上一節說到的代理模式非常相似，可以認爲，裝飾器模式就是代理模式的一個特殊應用，兩者的共同點是都具有相同的接口，不同點是側重對主題類的過程的控制，而裝飾模式則側重對類功能的加強或減弱。
上一次說到，JAVA中的動態代理模式，是實現AOP的重要手段。而在Python中，AOP通過裝飾器模式實現更爲簡潔和方便。
先來解釋一下什麼是AOP。AOP即Aspect Oriented Programming，中文翻譯爲面向切面的編程，它的含義可以解釋爲：如果幾個或更多個邏輯過程中（這類邏輯過程可能位於不同的對象，不同的接口當中），有重複的操作行爲，就可以將這些行爲提取出來（即形成切面），進行統一管理和維護。舉例子說，系統中需要在各個地方打印日誌，就可以將打印日誌這一操作提取出來，作爲切面進行統一維護。
從編程思想的關係來看，可以認爲AOP和OOP（面向對象的編程）是並列關係，二者是可以替換的，也可以結合起來用。實際上，在Python語言中，是天然支持裝飾器的，如下例：

def log(func):
    def wrapper(*args, **kw):
        print 'call %s():' % func.__name__
        return func(*args, **kw)
    return wrapper

@log
def now():
    print '2016-12-04'
if  __name__=="__main__":
    now()

'''

打印如下：


call now():
2016-12-04
'''

log接口就是裝飾器的定義，而Python的@語法部分則直接支持裝飾器的使用。
如果要在快餐點餐系統中打印日誌，該如何進行AOP改造呢？可以藉助類的靜態方法或者類方法來實現：

class LogManager:
    @staticmethod
    def log(func):
        def wrapper(*args):
            print "Visit Func %s"%func.__name__
            return func(*args)
        return wrapper

在需要打印日誌的地方直接@LogManager.log，即可打印出訪問的日誌信息。如，在beverage類的函數前加上@LogManager.log，場景類保持不變，則打印結果如下：

Visit Func getName
Name:coke
Visit Func getPrice
Price:4.0
Visit Func getName
Name:coke +ice
Visit Func getPrice
Price:4.3

 

三、裝飾器模式的優點和應用場景

優點：

1、裝飾器模式是繼承方式的一個替代方案，可以輕量級的擴展被裝飾對象的功能；
2、Python的裝飾器模式是實現AOP的一種方式，便於相同操作位於不同調用位置的統一管理。

應用場景：

1、需要擴展、增強或者減弱一個類的功能，如本例。

 

四、裝飾器模式的缺點

1、多層裝飾器的調試和維護有比較大的困難。