“單一職責”模式

• 在軟件組件的設計中，如果責任劃分的不清晰，使用繼承得到的結果往往是隨著需求的變化，子類急劇膨脹，同時充斥著重復代碼，這時候的關鍵是劃清責任。
• 典型目錄
  • 裝飾器模式 Decorator
  • 橋接模式 Bridge

裝飾器模式 Decorator

引例

1. 對于流操作，諸如文件流、網絡流、內存流等，分別對其進行諸如加密、緩存等單個或組合的操作，子類龐大。

   // 業務操作
   class Stream
   {
   public:virtual char Read(int number) = 0;virtual char Seek(int position) = 0;virtual char Write(char data) = 0;virtual ~Stream(){}
   };// 主體類
   // 文件流
   class FileStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀文件流}virtual char Seek(int position){// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 寫文件流}
   };
   // 網絡流
   class NetworkStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀網絡流}virtual char Seek(int position){// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 寫網絡流}
   };
   // 內存流
   class MemoryStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀內存流}virtual char Seek(int position){// 定位內存流}virtual char Write(char data){// 寫內存流}
   };//擴展操作，如加密、緩存、加密緩存
   // 加密文件流
   class CryptoFileStream : public FileStream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 額外的加密操作FileStream::Read(number);	// 讀文件流，這種為靜態特質		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作FileStream::Seek(position);	// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作FileStream::write(data);// 寫文件流}
   };
   // 加密網絡流
   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 char Seek(int position){// 額外的加密操作NetworkStream ::Seek(position);	// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作NetworkStream ::write(data);// 寫網絡流}
   };// 緩存文件流
   class BufferedFileStream : public FileStream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 額外的緩存操作FileStream::Read(number);	// 讀文件流		}virtual char Seek(int position){// 額外的緩存操作FileStream::Seek(position);	// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 額外的緩存操作FileStream::write(data);// 寫文件流}
   };
   // 緩存網絡流
   class BufferedNetworkStream : public NetworkStream 
   {
   public:virtual char Read(int number){// 額外的緩存操作NetworkStream ::Read(number);	// 讀網絡流		}virtual char Seek(int position){// 額外的緩存操作NetworkStream ::Seek(position);	// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 額外的緩存操作NetworkStream ::write(data);// 寫網絡流}
   };// 加密緩存文件流
   class CryptoBufferedFileStream : public FileStream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作FileStream::Read(number);	// 讀文件流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作FileStream::Seek(position);	// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作FileStream::write(data);// 寫文件流}
   };
   // 加密網絡流
   class CryptoBufferedNetworkStream : public NetworkStream 
   {
   public:virtual char Read(int number){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作NetworkStream ::Read(number);	// 讀網絡流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作NetworkStream ::Seek(position);	// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作// 額外的緩存操作NetworkStream ::write(data);// 寫網絡流}
   };void Process()
   {// 編譯時裝配CryptoFileStream *cfs1 = new CryptoFileStream();BufferedFileStream* bfs1 = new BufferedFileStream();CryptoBufferedFileStream* cbfs1 = new CryptoBufferedFileStream();
   }
   

如第二層m種變化類型，第三層n種變化類型，類的個數 ：1+ m + m * n！/ 2

2. 對第一版代碼進行重構

   // 業務操作
   class Stream
   {
   public:virtual char Read(int number) = 0;virtual char Seek(int position) = 0;virtual char Write(char data) = 0;virtual ~Stream(){}
   };// 主體類
   // 文件流
   class FileStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀文件流}virtual char Seek(int position){// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 寫文件流}
   };
   // 網絡流
   class NetworkStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀網絡流}virtual char Seek(int position){// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 寫網絡流}
   };
   // 內存流
   class MemoryStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀內存流}virtual char Seek(int position){// 定位內存流}virtual char Write(char data){// 寫內存流}
   };//擴展操作，如加密、緩存、加密緩存
   // 加密文件流
   class CryptoStream : public Stream
   {// FileStream* stream; 不必現在確定類型Stream* stream;// = new FileStream(); 未來確實，即運行時確定
   public:CryptoStream(Stream* st) : stream(st){}virtual char Read(int number){// 額外的加密操作stream->Read(number);	// 讀流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作stream->Seek(position);	// 定位流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作stream->write(data);// 寫流}
   };
   // 加密網絡流
   class CryptoNetworkStream : public Stream 
   {// NetworkStream * stream; 不必現在確定類型Stream* stream;// = new NetworkStream (); 未來確實，即運行時確定virtual char Read(int number){// 額外的加密操作stream->Read(number);	// 讀網絡流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作stream->Seek(position);	// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作stream->write(data);// 寫網絡流}
   };
   // 加密文件流/網絡流，合并為加密流CryptoStream，結構如下方緩存流// 緩存流
   class BufferedStream : public Stream
   {Stream* stream;
   public:BufferedStream(Stream* st) : stream(st){}virtual char Read(int number){// 額外的加密操作stream->Read(number);	// 讀流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作stream->Seek(position);	// 定位流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作stream->write(data);// 寫流}
   };void Process()
   {// BufferedFileStream* bfs1 = new BufferedFileStream();	// 代碼1// CryptoBufferedFileStream* cbfs1 = new CryptoBufferedFileStream();	// 代碼1// 運行時裝配FileStream* fs1 = new FileSteam();CryptoStream* cfs1 = new CryptoStream(fs1);BufferedStream* bfs1 = new BufferedStream(fs1);CryptoStream* cbfs1 = new CryptoStream(bfs1);}
   

3. 對第二部分代碼，繼續重構，將共有部分加入到裝飾類：DecoratorStream

   // 業務操作
   class Stream
   {
   public:virtual char Read(int number) = 0;virtual char Seek(int position) = 0;virtual char Write(char data) = 0;virtual ~Stream(){}
   };// 主體類
   // 文件流
   class FileStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀文件流}virtual char Seek(int position){// 定位文件流}virtual char Write(char data){// 寫文件流}
   };
   // 網絡流
   class NetworkStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀網絡流}virtual char Seek(int position){// 定位網絡流}virtual char Write(char data){// 寫網絡流}
   };
   // 內存流
   class MemoryStream : public Stream
   {
   public:virtual char Read(int number){// 讀內存流}virtual char Seek(int position){// 定位內存流}virtual char Write(char data){// 寫內存流}
   };//擴展操作，如加密、緩存、加密緩存
   DecoratorStream : public Stream
   {
   protected:Stream* stream;DecoratorStream(Stream* st) : stream(st){}
   }// 加密文件流
   class CryptoStream : public DecoratorStream
   {
   public:CryptoStream(Stream* st) : DecoratorStream(st){}virtual char Read(int number){// 額外的加密操作stream->Read(number);	// 讀流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作stream->Seek(position);	// 定位流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作stream->write(data);// 寫流}
   };// 緩存流
   class BufferedStream : public DecoratorStream
   {
   public:BufferedStream(Stream* st) : stream(st){}virtual char Read(int number){// 額外的加密操作stream->Read(number);	// 讀流		}virtual char Seek(int position){// 額外的加密操作stream->Seek(position);	// 定位流}virtual char Write(char data){// 額外的加密操作stream->write(data);// 寫流}
   };void Process()
   {// 運行時裝配FileStream* fs1 = new FileSteam();CryptoStream* cfs1 = new CryptoStream(fs1);BufferedStream* bfs1 = new BufferedStream(fs1);CryptoStream* cbfs1 = new CryptoStream(bfs1);}
   

類的個數： 1 + m + 1 + n，使用組合（裝飾器類中含有被修飾類的指針），來減少類的數量。

動機 Motivation

• 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”，由于繼承為類型引入的靜態特質，使得這種擴展方式缺乏靈活性；并且隨著子類的增多（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。

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）更為靈活（消除重復代碼及減少子類個數）。

結構 Structure

紅色為穩定部分，藍色為變化部分。

要點總結

• 通過采用組合而非繼承的手法，裝飾器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 裝飾器類在接口上表現為 is-a Component 的繼承關系，即Decorator裝飾器類繼承了Component 所具有的接口；但在實現上又表現為 has-a Component的組合關系，即Decorator裝飾器類又使用了另外一個Component類。
• 裝飾器模式的目的并非解決“多子類衍生的多繼承”問題，其應用的要點在于解決“主體類在多個方向上的擴展功能”——是為“裝飾”的含義。

來源：極客班——C++設計模式入門