【设计模式】 模式PK：包装模式群PK

1、概述

我们讲了这么多的设计模式，大家有没有发觉在很多的模式中有些角色是不干活的？它们只是充当黔首作用，你有问题，找我，但我不处理，我让其他人处理。最典型的就是代理模式了，代理角色接收请求然后传递到被代理角色处理。门面模式也是一样，门面角色的任务就是把请求转发到子系统。类似这种结构的模式还有很多，我们先给这种类型的模式定义一个名字，叫做包装模式（wrappingpattern）。注意，包装模式是一组模式而不是一个。包装模式包括哪些设计模式呢？包装模式包括：装饰模式、适配器模式、门面模式、代理模式、桥梁模式。下面我们通过一组例子来说明这五个包装模式的区别。

2、代理模式

2.1 类图

现在很多明星都有经纪人，一般有什么事他们都会说：“你找我的经纪人谈好了”，下面我们就看看这一过程怎么模拟。假设有一个追星族想找明星签字，我们看看采用代理模式怎么实现。代理模式是包装模式中的最一般的实现。类图很简单，就是一个简单的代理模式。

2.2 代码

2.2.1 明星接口

class CIStar
{
public:
    CIStar(){}
~CIStar(){}

//明星都会签名
virtual void mvSign() = 0; 
};

2.2.2 明星

明星只有一个行为：签字。我们来看明星的实现。

class CSinger : public CIStar
{
public:
    CSinger(){}
~CSinger(){}

void mvSign()
    {
        cout << "明星签字： 我是XXX歌手" << endl;
    }
};

2.2.3 经纪人

经纪人与明星应该有相同的行为，比如说签名，虽然经纪人不签名，但是他把你要签名的笔记本、衣服、CD等传递过去让真正的明星签字。

应该非常明确地指出一个经纪人是谁的代理，因此要在构造函数中接收一个明星对象，确定是要做这个明星的代理。

class CAgent : public CIStar
{
public:
//构造函数传递明星
    CAgent(CIStar *opStar) : mopStar(opStar) {}
~CAgent(){}

//经纪人是不会签字的，找歌手签字
void mvSign()
    {
        mopStar->mvSign();
    }

private:
//定义是谁的经纪人
    CIStar *mopStar;
};

2.2.4 场景调用

我们再来看看追星族是怎么找明星签字的。

int main()
{
//崇拜的明星是谁
    CIStar *op_star = new CSinger;

//找到明星的经纪人
    CIStar *op_agent = new CAgent(op_star);

    cout << "追星族找歌手签名" << endl;
    op_agent->mvSign();

return 0;
}

2.2.5 执行结果

很简单，找到明星的代理，然后明星就签字了。运行结果如下所示：

看看我们的程序逻辑，我们是找明星的经纪人签字，真实签字的是明星，经纪人只是把这个请求传递给明星处理而已，这是普通的代理模式的典型应用。

3、装饰模式

3.1 类图

明星也都是一步一步地奋斗出来的，谁都不是一步就成为大明星的。甚至一些演员通过粉饰自己给观众一个好的印象，现在我们就来看怎么粉饰一个演员。

3.2 代码 

下面我们就来看看这些过程如何实现。

3.2.1 明星接口

class CIStar
{
public:
    CIStar(){}
~CIStar(){}

//演戏
virtual void mvAct() = 0;
};

3.2.2 假明星

class CFreakStar : public CIStar
{
public:
    CFreakStar(){}
~CFreakStar(){}

void mvAct()
    {
        cout << "演中： 演技很拙劣" << endl;
    }
};

3.2.3 抽象装饰类

们看看这个明星是怎么粉饰的，先定义一个抽象装饰类。

class CDecorator : public CIStar
{
public:
    CDecorator( CIStar *opStar ) : mopStar(opStar){}
~CDecorator(){}

void mvAct()
    {
        mopStar->mvAct();
    }

private:
//粉饰的是谁
    CIStar *mopStar;
};

3.2.4 装饰类

前后两次修饰，开演前毫无忌惮地吹嘘，吹大话装饰。

class CHotAir : public CDecorator
{
public:
    CHotAir(CIStar *opStar) : CDecorator(opStar){}
~CHotAir(){}

void mvAct()
    {
        cout << "演前： 夸夸其谈， 没有自己不能演的角色" << endl;
        CDecorator::mvAct();
    }
};

大家发现这个明星演技不好的时候，他拼命找借口，说是那天天气不好、心情不好等。

class CDeny : public CDecorator
{
public:
    CDeny(CIStar *opStar) : CDecorator(opStar){}
~CDeny(){}

void mvAct()
    {
        CDecorator::mvAct();
        cout << "演后： 百般抵赖， 死不承认" << endl;
    }
};

3.2.5 场景调用

我们建立一个场景把这种情况展示一下。

int main()
{
//定义出所谓的明星
    CIStar *op_freak = new CFreakStar;

//看看他是怎么粉饰自己的
//演前吹嘘自己无所不能
    op_freak = new CHotAir(op_freak);
//演完后， 死不承认自己演的不好
    op_freak = new CDeny(op_freak);

    cout << "====看看一些虚假明星的形象====" << endl;
    op_freak->mvAct();

return 0;
}

3.2.6 执行结果

4、适配器模式

4.1 类图

我们知道在演艺圈中还存在一种情况：替身，替身也是演员，只是普通的演员而已，在一段戏中，前十五分钟是明星本人，后十五分钟也是明星本人，就中间的五分钟是替身，那这个场景该怎么描述呢？注意中间那五分钟，这个时候一个普通演员被导演认为是明星演员，我们来看类图。导演找了一个普通演员作为明星的替身，不过观众看到的还是明星的身份。

4.2 代码

4.2.1 明星接口

class CIStar
{
public:
    CIStar(){}
~CIStar(){}

//明星都要演戏
virtual void mvAct(const string &sContext) = 0;
};

4.2.2 明星

再来看一个具体的电影明星，他的主要职责就是演戏。

class CFilmStar : public CIStar
{
public:
    CFilmStar(){}
~CFilmStar(){}

void mvAct(const string &sContext)
    {
        cout << "明星演戏： " << sContext.c_str() << endl;
    }
};

4.2.3 普通演员接口

我们再来看普通演员，明星就那么多，但是普通演员非常多，我们看其接口。

class CIActor
{
public:
    CIActor(){}
~CIActor(){}

//普通演员演戏
virtual void mvPlayAct(const string &sContext) = 0;
};

4.2.4 普通演员

普通演员也是演员，是要演戏的，我们来看一个普通演员的实现。

class CUnknownActor : public CIActor
{
public:
    CUnknownActor(){}
~CUnknownActor(){}

void mvPlayAct(const string &sContext)
    {
        cout << "普通演员： " << sContext.c_str() << endl;
    }
};

4.2.5 替身

class CStandin : public CIStar
{
public:
    CStandin(CIActor *opActor) : mopActor(opActor){}
~CStandin(){}

void mvAct(const string &sContext)
    {
        mopActor->mvPlayAct(sContext);
    }

private:
//替身是谁
    CIActor *mopActor;
};

4.2.6 场景调用

是一个通用的替身，哪个普通演员能担任哪个明星的替身是由导演决定的，导演想让谁当就让谁当，我们来看导演。

这里使用了适配器模式，把一个普通的演员转换为一个明星演员。

int main()
{
    cout << "=======演戏过程模拟==========" << endl;
//定义一个大明星
    CIStar *op_star = new CFilmStar;
    op_star->mvAct("前十五分钟， 明星本人演戏");
//导演把一个普通演员当做明星演员来用
    CIActor *op_actor = new CUnknownActor;
    CIStar *op_standin = new CStandin(op_actor);
    op_standin->mvAct("中间五分钟， 替身在演戏");
    op_star->mvAct("后十五分钟， 明星本人演戏");

return 0;
}

5、桥梁模式

5.1 类图

我们继续说明星圈的事情，现在明星类型太多了，比如电影明星、电视明星、歌星、体育明星、网络明星等，每个类型的明星都有明确的职责，电影明星的主要工作就是演电影，电视明星的主要工作就是演电视剧或者主持电视节目。再看看现在的明星，单一发展的基本没有，主持人出专辑、体育明星演电影、歌星拍戏等太平常了，我们就用程序来表现一下多元化情形。

 类图中定义了一个抽象明星AbsStar，然后产生出各个具体类型的明星，比如电影明星FilmStar、歌星Singer，当然还可以继续扩展下去。这里还定义了一个抽象的行为AbsAction，描述明星所具有的活动，比如演电影、唱歌等，在这种设计下，明星可以扩展，明星的活动也可以扩展，非常灵活。

5.2 代码

5.2.1 抽象活动

很简单，只有一个活动的描述，由子类来实现。

class CAbsAction
{
public:
    CAbsAction(){}
~CAbsAction(){}

//每个活动都有描述
virtual void mvDesc() = 0;
};

5.2.2 具体活动

// 演电影
class CActFilm : public CAbsAction
{
public:
    CActFilm(){}
~CActFilm(){}

void mvDesc()
    {
        cout << "演出精彩绝伦的电影" << endl;
    }
};

//唱歌
class CSing : public CAbsAction
{
public:
    CSing(){}
~CSing(){}

void mvDesc()
    {
        cout << "唱出优美的歌曲" << endl;
    }
};

5.2.3 抽象明星

各种精彩的活动都有了，我们再来看抽象明星，它是所有明星的代表。

明星都有自己的主要活动（或者是主要工作），我们在抽象明星中只是定义明星有活动，具体有什么活动由各个子类实现。

class CAbsStar
{
public:
//通过构造函数传递具体活动
    CAbsStar(CAbsAction *opAction) : mopAction(opAction) {}

~CAbsStar(){}

virtual void mvDoJob()
    {
        mopAction->mvDesc();
    }

protected:
//一个明星参加哪些活动
    CAbsAction *mopAction;
};

5.2.4 电影明星

class CFilmStar : public CAbsStar
{
public:
//默认的电影明星的主要工作是拍电影
    CFilmStar() : CAbsStar(new CActFilm){}
~CFilmStar(){}

//也可以重新设置一个新职业
    CFilmStar(CAbsAction *opAction) : CAbsStar(opAction){}

//细化电影明星的职责
void mvDoJob()
    {
        cout << "======影星的工作=====" << endl;
        CAbsStar::mvDoJob();
    }
};

电影明星的本职工作就应该是演电影，因此就有了一个无参构造函数来定义电影明星的默认工作，如果明星要客串一下去唱歌也可以，有参构造解决了该问题。

5.2.5 歌星

歌星和电影明星类似。

class CSinger : public CAbsStar
{
public:
//歌星的默认活动是唱歌
    CSinger() : CAbsStar(new CSing){}
~CSinger(){}

//也可以重新设置一个新职业
    CSinger(CAbsAction *opAction) : CAbsStar(opAction){}

//细化歌星的职责
void mvDoJob()
    {
        cout << "======歌星的工作=====" << endl;
        CAbsStar::mvDoJob();
    }
};

5.2.6 场景调用

我们使用电影明星和歌星来作为代表，这两类明星也是我们经常听到或看到的，下面建立一个场景类来模拟一下明星的事迹。

int main()
{
//声明一个电影明星
    CAbsStar *op_zhang = new CFilmStar;
//声明一个歌星
    CAbsStar *op_li = new CSinger;
//展示一下各个明星的主要工作
    op_zhang->mvDoJob();
    op_li->mvDoJob();
//当然， 也有部分明星不务正业， 比如歌星演戏
    cout << "不务正业的明星" << endl;
    op_li = new CSinger(new CActFilm);
    op_li->mvDoJob();

return 0;
}

5.2.7 执行结果

好了，各类明星都有自己的本职工作，但是偶尔客串一个其他类型的活动也是允许的，如此设计后，明星就可以不用固定在自己的本职工作上，而是向其他方向发展，比如影视歌三栖明星。

6、门面模式

门面模式我们在其他文章已经讲解得比较多了，本篇不再赘述。

7、总结

5个包装模式是大家在系统设计中经常会用到的模式，它们具有相似的特征：都是通过委托的方式对一个对象或一系列对象（例如门面模式）施行包装，有了包装，设计的系统才更加灵活、稳定，并且极具扩展性。从实现的角度来看，它们都是代理的一种具体表现形式，我们来看看它们在使用场景上有什么区别。

代理模式主要用在不希望展示一个对象内部细节的场景中，比如一个远程服务不需要把远程连接的所有细节都暴露给外部模块，通过增加一个代理类，可以很轻松地实现被代理类的功能封装。

装饰模式是一种特殊的代理模式，它倡导的是在不改变接口的前提下为对象增强功能，或者动态添加额外职责。就扩展性而言，它比子类更加灵活，例如在一个已经运行的项目中，可以很轻松地通过增加装饰类来扩展系统的功能。

适配器模式的主要意图是接口转换，把一个对象的接口转换成系统希望的另外一个接口，这里的系统指的不仅仅是一个应用，也可能是某个环境，比如通过接口转换可以屏蔽外界接口，以免外界接口深入系统内部，从而提高系统的稳定性和可靠性。

桥梁模式是在抽象层产生耦合，解决的是自行扩展的问题，它可以使两个有耦合关系的对象互不影响地扩展，比如对于使用笔画图这样的需求，可以采用桥梁模式设计成用什么笔（铅笔、毛笔）画什么图（圆形、方形）的方案，至于以后需求的变更，如增加笔的类型，增加图形等，对该设计来说是小菜一碟。

门面模式是一个粗粒度的封装，它提供一个方便访问子系统的接口，不具有任何的业务逻辑，仅仅是一个访问复杂系统的快速通道，没有它，子系统照样运行，有了它，只是更方便访问而已。