设计模式之装饰模式（学习笔记）
定义装饰模式（Decorator Pattern），又称为包装模式，是一种结构型设计模式。它允许在不改变现有对象结构的情况下，动态地添加新的功能。通过将每个功能封装在单独的装饰器类中，并且这些装饰器类通过引用原始对象来实现功能的组合，从而提供了灵活性和可扩展性的优势。装饰模式避免了通过继承方式增加功能所带来的复杂性，使得功能的添加和组合更加高效和清晰。为什么使用装饰模式？
[*]灵活性和可扩展性
[*]装饰模式允许按需动态地添加或移除对象的功能，而不会影响其他部分的代码。
[*]通过组合不同的装饰器类，可以创建出多种不同的对象组合，以满足不同的需求，避免了静态继承所带来的类爆炸问题。
[*]单一职责原则
[*]每个装饰器类只关注于一个特定的功能或责任，这符合单一职责原则，使得代码结构更加清晰和易于维护。
[*]透明性
[*]装饰器类与原始对象实现相同的接口，因此对客户端来说是透明的。
[*]客户端可以像使用原始对象一样使用装饰后的对象，无需关心对象内部的具体装饰结构。
装饰模式的实现步骤
[*]抽象组件类
[*]定义了被装饰对象的接口，它可能是一个抽象类或接口，包含了所有具体组件类和装饰器类都会实现的方法（抽象被装饰者的行为）。
[*]具体组件类
[*]实现抽象组件接口，表示原始对象的基本行为或功能（继承抽象组件类，被装饰者行为的具体实现）。
[*]抽象装饰器类
[*]扩展了抽象组件类，同时持有一个指向抽象组件对象的引用。
[*]这个类可以选择性地添加一些额外的行为，但其主要作用是通过引用调用原始对象的方法（继承抽象组件类）。
[*]具体装饰器类
[*]扩展了抽象装饰器类，通过在调用父类方法前后添加新的行为来实现功能的扩展。
[*]具体装饰器类可以是多个，可以互相组合，以形成复杂的装饰结构（继承抽象装饰器类）。
优缺点和适用场景
优点
[*]灵活性
[*]动态地为对象添加功能，避免了静态继承的限制。
[*]可扩展性
[*]通过组合不同的装饰器类，可以实现多种功能组合，符合开闭原则。
[*]单一职责原则
[*]每个装饰器类只关注于一个功能，使得代码结构清晰。
缺点
[*]复杂性增加
[*]可能会导致装饰器类的数量增加，增加了系统的复杂度和理解难度。
[*]装饰顺序问题
[*]如果装饰器的顺序不正确，可能会影响最终的功能实现。
适用场景
[*]动态添加功能
[*]当需要动态地为对象添加额外功能时，而又不希望生成大量子类时，可以使用装饰模式。
[*]透明且灵活地扩展对象的功能
[*]当需要透明且灵活地扩展对象的功能时，装饰模式尤为适用，例如在不影响其他对象的情况下动态添加功能。
咖啡店的例子
假设我们有一个咖啡店，卖基础的咖啡和各种附加调料（如牛奶、糖、巧克力等）。我们可以使用装饰模式来实现这种功能扩展。#include #include // 提供智能指针的定义和实现// 抽象组件类：咖啡class Coffee {public: virtual ~Coffee() {} // 获取咖啡描述的方法，纯虚函数 virtual std::string getDescription() const = 0; // 获取咖啡价格的方法，纯虚函数 virtual double cost() const = 0;};// 具体组件类：基本咖啡class BasicCoffee : public Coffee {public: // 实现获取描述的方法 std::string getDescription() const override { return "Basic Coffee"; } // 实现获取价格的方法 double cost() const override { return 5.0; // 基本咖啡的价格 }};// 抽象装饰器类：咖啡装饰器class CoffeeDecorator : public Coffee {protected: // 持有一个指向被装饰对象的指针 std::shared_ptr coffee;public: // 构造函数，接受一个被装饰对象的指针 CoffeeDecorator(std::shared_ptr coffee) : coffee(coffee) {} // 实现获取描述的方法，调用被装饰对象的方法 std::string getDescription() const override { return coffee->getDescription(); } // 实现获取价格的方法，调用被装饰对象的方法 double cost() const override { return coffee->cost(); }};// 具体装饰器类：牛奶装饰器class MilkDecorator : public CoffeeDecorator {public: // 构造函数，接受一个被装饰对象的指针 MilkDecorator(std::shared_ptr coffee) : CoffeeDecorator(coffee) {} // 实现获取描述的方法，添加牛奶的描述 std::string getDescription() const override { return coffee->getDescription() + ", Milk"; } // 实现获取价格的方法，添加牛奶的价格 double cost() const override { return coffee->cost() + 1.5; // 牛奶的价格 }};// 具体装饰器类：糖装饰器class SugarDecorator : public CoffeeDecorator {public: // 构造函数，接受一个被装饰对象的指针 SugarDecorator(std::shared_ptr coffee) : CoffeeDecorator(coffee) {} // 实现获取描述的方法，添加糖的描述 std::string getDescription() const override { return coffee->getDescription() + ", Sugar"; } // 实现获取价格的方法，添加糖的价格 double cost() const override { return coffee->cost() + 0.5; // 糖的价格 }};int main() { // 创建一个基本咖啡对象 std::shared_ptr basicCoffee = std::make_shared(); std::cout
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