设计模式、用Delphi实现---->Decorator 模式

模式

起源

Delphi的Decorator模式是在Decorator的基础上进行了扩展。更多Decorator模式的资料请参阅 《设计模式115页》

目的

动态地给一个对象添加一些职责。就增加功能来说，Decorator模式比增加子类更为灵活.

动机

我们经常要为某一些个别的对象增加一些新的职责，并不是全部的类。假设，我们有一组类用来输出文本行。抽象类TtextStream定义了一些接口，而后代如TtextFile、TlinePrinter、TclipboardStream则实现了这些接口。

现在，假设我们想给这些类增加一些新的职责如：文本缓存器、大小定转换、文本分析。

继承机制是添加功能的一种有效途径。从TtextStream类继承了缓存器可以被多个子类的实例使用。但不是很灵活。因为缓存器的选择是静态的了。客户程序不能控制选择缓存器的方式和时机。如此，加重了抽象类TtextStream的字段的负担来控制缓存器，并将带入到它的第一个实例中。通常最好保持高层次的（抽象）基类的轻量。在基类中增加不规则化和原文分析会使它最变得非常笨重！

如果你不想创建一个重量级的基类就会产生别外一个问题。有这样一种情况：大量的独立的继承是可能是，但瀑发式的产生大量的子类来支持不同组合如：TbufTextFile、TscrambledTextFile、TbufScrambledTextFile、TbufLinePrinter、TscrambledLinePrinter及其它。发生同样问题，如果类定义对子类隐藏或不可见的。比如说，如果你想在第三的组件库的高层类中加入一个新的职责，试着给Delphi的Tstream加入一个新的职责！

一个灵活的方法是将文本流嵌入另一个对象中，由这个对象加入缓存器或不规则化。我们称这个嵌入的对象为装饰（Decorator）。这个装饰与文本流组件接口一致，因些它对使用文本流客户程序是透明的。在Delphi中保持接口一致意味着从一个共公的组先继承，例中为TtextStream。装饰将请求向前转到到文本流，并且可能能转发前后执行一些额外的动作（如缓存器、不规则化），透明性使你可以递归的嵌套多个装饰，从面可以添加任意多的功能。

假设类TtextStream的接口如下:

type

  TTextStream = class (TObject)

  protected

    function GetEndOfText: Boolean; virtual; abstract;

  public

    function ReadLine: string; virtual; abstract;

    procedure WriteLine(const Line: string); virtual; abstract;

    property EndOfText: Boolean read GetEndOfText;

  end;

使用adapter可以创建一些真实的文本流组件，如TLinePrinter, TtextFile，其它更多的。为了保持接口的一致。使用decorator模式，我们可以灵活的为所有的文本流加入新功能。假设我们将装饰类命名为TtextFilter。这个类从TtextStream继承过来从而保TTextStream证接口的兼容，它同样包含了对TtextStream实例TextStream的引用。类TtextFilter没有实现任何新特性，它只是简单的将所有客户程序的请求（方法调用）转发给类TextStream。其后代如：TindentFilter、TupperCaseFilter通过简单重载装饰类的方法加入了一些新职责。

 

 

 

 

 

 

下面的流程图显示了TupperCaseFilter是如何调解客户程序对类TtextStream调用

 

 

此模式最重要的是让装饰类显示TtextStream能显示的任何部份。这样通常客户对调用装饰类和末装饰的类没有什么不同， 后它们对装饰类不存在任何依赖关系。在本单元的例子中，客户程序不知道它的文本在实际的写操作之前被转换成大写。

 

应用

下面的代码演示了类的装饰模式的应用。例子中的TtextStream为装饰类TtextFilter定义了一个抽象的接口。

type

  TTextStream = class (TObject)

  protected

    function GetEndOfText: Boolean; virtual; abstract;

  public

    function ReadLine: string; virtual; abstract;

    procedure WriteLine(const Line: string); virtual; abstract;

    property EndOfText: Boolean read GetEndOfText;

  end;

 

  TTextFilter = class (TTextStream)

  private

    FOwnsStream: Boolean;

    FTextStream: TTextStream;

  protected

    function GetEndOfText: Boolean; override;

    function GetTextStream: TTextStream;

    procedure SetTextStream(Value: TTextStream);

  public

    constructor Create(ATextStream: TTextStream; AOwnsStream: Boolean);

    destructor Destroy; override;

    function ReadLine: string; override;

    procedure WriteLine(const Line: string); override;

    property OwnsStream: Boolean read FOwnsStream write FOwnsStream;

    property TextStream: TTextStream read GetTextStream write SetTextStream;

  end;

 

代码说明:

·      属性TextStream包含了对装饰的文本流对象的引用。TextStream具有读、写的操作。这样对后代来说就更灵活了。一个类似的模式的proxy模式，通过读、写方法在proxy模式也是一种好的应用。有关proxy模式请参考《设计模式》。

·      属性OwnsStream用来TextStream的所有权。在下面的实现代码中你可以看到TtextFilter类在free它所有的文本流时先判断OwnsStream是否为真。它取到帮助装饰清除的作用。

·      TextStream、OwnsStream是装饰类的构造器的两个参数。

·      实现装饰类重载了ReadLine、WriteLine、GetEndOfText三个方法。并加入了实现。

下面是它的实现部分代码:

 

constructor TTextFilter.Create(ATextStream: TTextStream; AOwnsStream: Boolean);

begin

  inherited Create;

  TextStream := ATextStream;

  OwnsStream := AOwnsStream;

end;

 

destructor TTextFilter.Destroy;

begin

  TextStream := nil;

  inherited Destroy;

end;

 

function TTextFilter.GetEndOfText: Boolean;

begin

  Result := TextStream.GetEndOfText;

end;

 

function TTextFilter.GetTextStream: TTextStream;

begin

  Result := FTextStream;

end;

 

function TTextFilter.ReadLine: string;

begin

  Result := TextStream.ReadLine;

end;

 

procedure TTextFilter.SetTextStream(Value: TTextStream);

begin

  if Value <> FTextStream then

  begin

    if OwnsTextStream then FTextStream.Free;

    FTextStream := Value;

  end;

end;

 

procedure TTextFilter.WriteLine(const Line: string);

begin

  TextStream.WriteLine(Line);

end;

在这些实现代码一个非常有兴趣的是:

·      装饰类的行为方法：ReadLine、WriteLine、GetEndOfText只是简单的调用相应的TextStream方法。

·      SetTextStream方法在分配一个新的值前安全的释放它的方本流。

·      释造函数将TextStream := nil，因为在SetTextStream有可能释放当前的文本流。

现在可能真正的创建一个将文本转换成大写的过滤器了

接口部分的代码：

type

  TUpperCaseFilter = class (TTextFilter)

  public

»   function ReadLine: string; override;

»   procedure WriteLine(const Line: string); override;

  end;

 

implementation

 

function TUpperCaseFilter.ReadLine: string;

begin

» Result := UpperCase(inherited ReadLine);

end;

 

procedure TUpperCaseFilter.WriteLine(const Line: string);

begin

» inherited WriteLine(UpperCase(Line));

end;

这个装饰类可以被子任何TtextStream目标使用:

 

function TClient.CreateOutput: TTextStream;

begin

» { 创建一个基类}

» case Destination of

»   dsFile: Result := TTextFile.Create(GetFileName, fmCreate);

»   dsPrinter: Result := TLinePrinter.Create;

» end;

» {判断是是否使用了装饰, 并使用同样的参数

»   重要的是我们没必要关心是装饰TTextFile ，还是TLinePrinter }

» if ConvertToUpperCase then

»   Result := TUpperCaseFilter.Create(Result, True);

end;

 

procedure TClient.ListContents;

var

  T: TTextStream;

begin

  T := CreateOutput;

  { 在这里，我们并不知道是否使用了装饰}

  try

    {往T写内容 }

    T.WriteLine(''''Contents'''');

  finally

    T.Free;

  end;

end;