单一职责模式
在软件组件的设计中,如果责任划分的不清晰,使用继承得到的结果往往是随着需求的变化,子类急剧膨胀,同时充斥着重复代码,这时候的关键是划清责任.
典型模式
- Decorator
- Bridge
动机
过渡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(各种子类定死的调用方式,组合中的多态就是非静态特质),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
需要使”对象功能的扩展”能够根据需要来动态地实现.同时避免”扩展功能的增多”带来的子类膨胀问题.从而使得任何”功能扩展变化”所导致的影响降为最低。
模式定义
- 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)
结构
- Component和Decorator是不变的类
- Decorator拥有Component并继承自Component,实际表现功能的是组合,继承是为了完善纯虚类的接口.
- 其他是变化的类
- 在调用不同的ConcreteDecorator的时候通过传入不同的ConcreteComponent,然后利用多态在运行时处理不同的额外功能.
要点总结
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”
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.
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”——是为装饰器的含义.
代码实现
编译时装配
- 对于类似的类需要每次继承基类并添加上类似的功能,使得代码变得冗余.(对继承的不良使用)
//业务操作
class Stream{
public：
virtual char Read(int number)=0;
virtual void Seek(int position)=0;
virtual void Write(char data)=0;
virtual ~Stream(){}
};
//主体类
class FileStream: public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读文件流
}
virtual void Seek(int position){
//定位文件流
}
virtual void Write(char data){
//写文件流
}
};
class NetworkStream :public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读网络流
}
virtual void Seek(int position){
//定位网络流
}
virtual void Write(char data){
//写网络流
}
};
class MemoryStream :public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读内存流
}
virtual void Seek(int position){
//定位内存流
}
virtual void Write(char data){
//写内存流
}
};
//扩展操作
class CryptoFileStream :public FileStream{
public:
virtual char Read(int number){
//额外的加密操作...
FileStream::Read(number);//读文件流
}
virtual void Seek(int position){
//额外的加密操作...
FileStream::Seek(position);//定位文件流
//额外的加密操作...
}
virtual void Write(byte data){
//额外的加密操作...
FileStream::Write(data);//写文件流
//额外的加密操作...
}
};
class CryptoNetworkStream : :public NetworkStream{
public:
virtual char Read(int number){
//额外的加密操作...
NetworkStream::Read(number);//读网络流
}
virtual void Seek(int position){
//额外的加密操作...
NetworkStream::Seek(position);//定位网络流
//额外的加密操作...
}
virtual void Write(byte data){
//额外的加密操作...
NetworkStream::Write(data);//写网络流
//额外的加密操作...
}
};
class CryptoMemoryStream : public MemoryStream{
public:
virtual char Read(int number){
//额外的加密操作...
MemoryStream::Read(number);//读内存流
}
virtual void Seek(int position){
//额外的加密操作...
MemoryStream::Seek(position);//定位内存流
//额外的加密操作...
}
virtual void Write(byte data){
//额外的加密操作...
MemoryStream::Write(data);//写内存流
//额外的加密操作...
}
};
class BufferedFileStream : public FileStream{
//...
};
class BufferedNetworkStream : public NetworkStream{
//...
};
class BufferedMemoryStream : public MemoryStream{
//...
}
class CryptoBufferedFileStream :public FileStream{
public:
virtual char Read(int number){
//额外的加密操作...
//额外的缓冲操作...
FileStream::Read(number);//读文件流
}
virtual void Seek(int position){
//额外的加密操作...
//额外的缓冲操作...
FileStream::Seek(position);//定位文件流
//额外的加密操作...
//额外的缓冲操作...
}
virtual void Write(byte data){
//额外的加密操作...
//额外的缓冲操作...
FileStream::Write(data);//写文件流
//额外的加密操作...
//额外的缓冲操作...
}
};
void Process(){
//编译时装配
CryptoFileStream *fs1 = new CryptoFileStream();
BufferedFileStream *fs2 = new BufferedFileStream();
CryptoBufferedFileStream *fs3 =new CryptoBufferedFileStream();
}
运行时装配
- 合理利用多态以及类的组合(将继承改为组合),消除大量的重复代码
/业务操作
class Stream{
public：
virtual char Read(int number)=0;
virtual void Seek(int position)=0;
virtual void Write(char data)=0;
virtual ~Stream(){}
};
//主体类
class FileStream: public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读文件流
}
virtual void Seek(int position){
//定位文件流
}
virtual void Write(char data){
//写文件流
}
};
class NetworkStream :public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读网络流
}
virtual void Seek(int position){
//定位网络流
}
virtual void Write(char data){
//写网络流
}
};
class MemoryStream :public Stream{
public:
virtual char Read(int number){
//读内存流
}
virtual void Seek(int position){
//定位内存流
}
virtual void Write(char data){
//写内存流
}
};
//扩展操作
DecoratorStream: public Stream{ // 这里这个继承是为了CryptoStream等类继承这个装饰器类时,能保证Read等接口是virtual的保证统一.
protected:
Stream* stream;//...
DecoratorStream(Stream * stm):stream(stm){
}
};
class CryptoStream: public DecoratorStream {
public:
CryptoStream(Stream* stm):DecoratorStream(stm){
}
virtual char Read(int number){
//额外的加密操作...
stream->Read(number);//读文件流
}
virtual void Seek(int position){
//额外的加密操作...
stream::Seek(position);//定位文件流
//额外的加密操作...
}
virtual void Write(byte data){
//额外的加密操作...
stream::Write(data);//写文件流
//额外的加密操作...
}
};
class BufferedStream : public DecoratorStream{
Stream* stream;//...
public:
BufferedStream(Stream* stm):DecoratorStream(stm){
}
//...
};
void Process(){
//运行时装配
FileStream* s1=new FileStream();
CryptoStream* s2=new CryptoStream(s1); //将文件流传入,CryptoStream实现加密操作
BufferedStream* s3=new BufferedStream(s1);//将文件流传入,BufferedStream实现缓存操作
BufferedStream* s4=new BufferedStream(s2);//将加密文件流传入,会先缓存再加密再执行流操作.
}