Decorator

“單一職責”模式：

如果責任劃分不清晰，使用繼承得到的結果往往是隨着需求的變化，子類急劇膨脹，同時充斥着重複代碼，這時候的關鍵是劃分責任

典型模式：

Decorator
Bridge

動機

在某些情況下我們可能會“過度地使用繼承來擴展對象的功能”，由於繼承爲類型引入的靜態特質，使得這種擴展方式缺乏靈活性；並且隨着子類的增多（擴展功能的增多），各種子類的組合（擴展功能的組合）會導致更多子類的膨脹。
如何使“對象功能的擴展”能夠根據需要來動態地實現？同時避免“擴展功能的增多”帶來的子類膨脹問題？從而使得任何“功能擴展變化”所導致的影響將爲最低？

模式定義

動態（組合）地給一個對象增加一些額外的職責。就增加功能而言，Decorator模式比生成子類（繼承）更爲靈活（消除重複代碼 & 減少子類個數）。 ——《設計模式》GoF

要點總結

通過採用組合而非繼承的手法， Decorator模式實現了在運行時動態擴展對象功能的能力，而且可以根據需要擴展多個功能。避免了使用繼承帶來的“靈活性差”和“多子類衍生問題”。
Decorator類在接口上表現爲is-a Component的繼承關係，即Decorator類繼承了Component類所具有的接口。但在實現上又表現爲has-a Component的組合關係，即Decorator類又使用了另外一個Component類。
Decorator模式的目的並非解決“多子類衍生的多繼承”問題，Decorator模式應用的要點在於解決“主體類在多個方向上的擴展功能”——是爲“裝飾”的含義。

Demo

decorator1.cpp：

//業務操作
class Stream{
public:
    virtual char Read(int number)=0;
    virtual void Seek(int position)=0;
    virtual void Write(char data)=0;
    
    virtual ~Stream(){}
};

//主體類
class FileStream: public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        //讀文件流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //定位文件流
    }
    virtual void Write(char data){
        //寫文件流
    }

};

class NetworkStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        //讀網絡流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //定位網絡流
    }
    virtual void Write(char data){
        //寫網絡流
    }
    
};

class MemoryStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        //讀內存流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //定位內存流
    }
    virtual void Write(char data){
        //寫內存流
    }
    
};

//擴展操作
class CryptoFileStream :public FileStream{
public:
    virtual char Read(int number){
       
        //額外的加密操作...
        FileStream::Read(number);//讀文件流
        
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        FileStream::Seek(position);//定位文件流
        //額外的加密操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        FileStream::Write(data);//寫文件流
        //額外的加密操作...
    }
};

class CryptoNetworkStream : public NetworkStream{
public:
    virtual char Read(int number){
        
        //額外的加密操作...
        NetworkStream::Read(number);//讀網絡流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        NetworkStream::Seek(position);//定位網絡流
        //額外的加密操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        NetworkStream::Write(data);//寫網絡流
        //額外的加密操作...
    }
};

class CryptoMemoryStream : public MemoryStream{
public:
    virtual char Read(int number){
        
        //額外的加密操作...
        MemoryStream::Read(number);//讀內存流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        MemoryStream::Seek(position);//定位內存流
        //額外的加密操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        MemoryStream::Write(data);//寫內存流
        //額外的加密操作...
    }
};

class BufferedFileStream : public FileStream{
    //...
};

class BufferedNetworkStream : public NetworkStream{
    //...
};

class BufferedMemoryStream : public MemoryStream{
    //...
};

class CryptoBufferedFileStream :public FileStream{
public:
    virtual char Read(int number){
        
        //額外的加密操作...
        //額外的緩衝操作...
        FileStream::Read(number);//讀文件流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        //額外的緩衝操作...
        FileStream::Seek(position);//定位文件流
        //額外的加密操作...
        //額外的緩衝操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        //額外的緩衝操作...
        FileStream::Write(data);//寫文件流
        //額外的加密操作...
        //額外的緩衝操作...
    }
};

void Process(){

    //編譯時裝配
    CryptoFileStream *fs1 = new CryptoFileStream();
    BufferedFileStream *fs2 = new BufferedFileStream();
    CryptoBufferedFileStream *fs3 =new CryptoBufferedFileStream();

}

decorator2.cpp：

//業務操作
class Stream{

public:
    virtual char Read(int number)=0;
    virtual void Seek(int position)=0;
    virtual void Write(char data)=0;
    
    virtual ~Stream(){}
};

//主體類
class FileStream: public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
    	...
    }
    virtual void Seek(int position){
    	...
    }
    virtual void Write(char data){
    	...
    }
};

class NetworkStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
    	...
    }
    virtual void Seek(int position){
    	...
    }
    virtual void Write(char data){
    	...
    }  
};

class MemoryStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
    	...
    }
    virtual void Seek(int position){
    	...
    }
    virtual void Write(char data){
    	...
    }  
};

//擴展操作

// 三個子類變爲一個子類，用組合代替繼承
class CryptoStream: public Stream {  //繼承該基類是因爲Stream定義了流的接口規範（Read、Write、Seek）
    Stream* stream;//具體的流不同，直接聲明爲父類

public:
    CryptoStream(Stream* stm):stream(stm){
    
    }   
    
    virtual char Read(int number){
       
        //額外的加密操作...
        stream->Read(number);//運行時動態綁定，讀文件流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        stream::Seek(position);//運行時動態綁定，定位文件流
        //額外的加密操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        stream::Write(data);//運行時動態綁定，寫文件流
        //額外的加密操作...
    }
};


class BufferedStream : public Stream{
    
    Stream* stream;//...
    
public:
    BufferedStream(Stream* stm):stream(stm){
        
    }
    //...
};

void Process(){
    //運行時裝配
    FileStream* s1=new FileStream();
    CryptoStream* s2=new CryptoStream(s1);   
    BufferedStream* s3=new BufferedStream(s1);
    BufferedStream* s4=new BufferedStream(s2);
}

進一步優化，Stream*往上提，decorator3.cpp：

//業務操作
class Stream{

public:
    virtual char Read(int number)=0;
    virtual void Seek(int position)=0;
    virtual void Write(char data)=0;
    
    virtual ~Stream(){}
};

//主體類
class FileStream: public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        ..
    }
    virtual void Seek(int position){
        ...
    }
    virtual void Write(char data){
        ...
    }

};

class NetworkStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        ...
    }
    virtual void Seek(int position){
        ...
    }
    virtual void Write(char data){
        ...
    }
    
};

class MemoryStream :public Stream{
public:
    virtual char Read(int number){
        ...
    }
    virtual void Seek(int position){
       ...
    }
    virtual void Write(char data){
       ...
    }
    
};

//擴展操作

// 由於兩個子類有相同的成員Stream*，所以這個成員要往上提
// Stream*往上提到Stream裏的話，而主體類（FileStream、..等）不需要Stream*，因此在此構建一箇中間的裝飾類
// 繼承：爲了完善接口的規範
// 組合：爲了將來支持的實現類
class DecoratorStream: public Stream{
protected:
    Stream* stream;//...
    DecoratorStream(Stream * stm):stream(stm){
    
    }
    
};

class CryptoStream: public DecoratorStream { 
public:
    CryptoStream(Stream* stm):DecoratorStream(stm){
    
    }    
    
    virtual char Read(int number){
       
        //額外的加密操作...
        stream->Read(number);//讀文件流
    }
    virtual void Seek(int position){
        //額外的加密操作...
        stream::Seek(position);//定位文件流
        //額外的加密操作...
    }
    virtual void Write(byte data){
        //額外的加密操作...
        stream::Write(data);//寫文件流
        //額外的加密操作...
    }
};


class BufferedStream : public DecoratorStream{    
public:
    BufferedStream(Stream* stm):DecoratorStream(stm){
        
    }
    //...
};

void Process(){
    //運行時裝配
    FileStream* s1=new FileStream();
    CryptoStream* s2=new CryptoStream(s1);
    BufferedStream* s3=new BufferedStream(s1);    
    BufferedStream* s4=new BufferedStream(s2);
}

結構

Demo分析

假如有n個流操作主體類，m種修飾方法；
decorator1.cpp產生類的個數：

decorator3.cpp產生類的個數：

設計模式筆記6：裝飾模式

Decorator

“單一職責”模式：

動機

模式定義

要點總結

Demo

結構

Demo分析

python gdal 安裝使用（Windows， python 3.6.8）

設計模式筆記9：抽象工廠

設計模式筆記20：組合模式

設計模式筆記8：工廠模式

設計模式筆記14：門面模式

設計模式筆記3：模板方法

Mac下配置sublime實現LaTeX

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