C与设计模式---装饰者模式

定义

　　动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案　

 

要点　

• 继承属于扩展形式之一，但不见得是达到弹性设计的最佳方案
• 尽量不修改现有的代码，允许扩展代码
• 装饰者模式意味着有很多用来包装具体组件的装饰者类
• 装饰者类可以在被装饰者的行为前面或后面加上自己的行为，甚至替换掉被装饰者的行为来达到自己的目的
• 可以有无数个装饰者包装一个组件
• 在客户程序不依赖于组件的具体类型的情况下，装饰者对组件的客户是透明的
• 装饰者会导致设计中出现许多小的对象，不要过度使用

类图

　　还是网上下的

 

白话

　　不知道小时候有没有玩过一个游戏，游戏玩法就是几个人在一些小纸条上写上各自的名字，然后再在另外的纸条上分别写上时间、地点、和谁、干什么了，最后把这些纸条混在一起，大家随便抽，最后把各自抽到的纸条组在一起，看凑在一起的是什么话，比如有 "张三10点多在屋顶上打飞机"之类的，大家就笑了。。。。

     将这个游戏代入到装饰者模式中来，很显然，写在纸上的都是 "汉字"(IObject),它们要"组合"(Method)在一起，要对人物组件 "张三"(object1)、"李四"(object2)用别的字进行包装"组合"(Method)。怎么包装呢，"随机抽"(Decorator)了"组合"(Method)在一起，哪些字可以用来抽列，就是剩下的"时间"(A_Decorator)，"地点"(B_Decorator)，"干什么"(C_Decorator) ，这些都是可以被抽了"组合"(Method)在一起的。最后调用某个人物的"组合"(Method)方法就成了让大家发笑的一句话了。

 

代码实现及实例

　
　　装饰者模式实际上是一种迭代处理方式，吐槽一下，能不用迭代，尽量不要用迭代。

　　有个酒店楼层房间管理系统，由上位机和各个楼层的信息监测设备节点组成。设备节点通过网络将数据传送给上位机。需传送的数据有很多类型，而且每种类型又包含很多子类型。截取一部分来实现。

       将每次需要传送的数据包统称为一个数据帧。假设有2种数据帧，大的类型分为2个，一是固定长度的帧(Fixed_Frame)，二是不固定长度的帧(UnFixed_Frame)；小的类型分为4个,确认帧(Confirm_Frame)、参数帧(Param_Frame)、实时数据帧(RTData_Frame)、带时标(TFlag_Frame)

     各个类型的代码实现

　　

extern unsigned char frame_buffer[128];

#define START_BYTE 0x68


//抽象组件
typedef struct _iobject
{
    struct _iobject *prev;   
    
    int cr_data_len;  //用于记录数据的默认长度,在初始化obj时赋初值
    int data_len;     //用于记录已有的obj.cr_data_len之和
    int var_data_len;  //接口函数中用来存储长度值的变量
    
    int (*frame_creater)(struct _iobject *obj);  //接口函数
}Iobject;


//具体组件
Iobject Fixed_Frame;              //固定帧
Iobject UnFixed_Frame;            //可变长度帧

//具体装饰者
Iobject Confirm_Frame;            //确认帧
Iobject Param_Frame;            //参数帧
Iobject RTData_Frame;            //实时数据帧
Iobject TFlag_Frame;            //带时标


//抽象的装饰者 
Iobject Decorator;   

抽象的装饰者Decorator可以直接用下面的decorator_frame_creater函数直接代替，为了形象点， 最后还是加上了

相关函数

　　

//初始化某个Iobject的变量
//参数说明就略了
void init_iobject(Iobject *obj,int cr_data_len,int (*frame_creater)(Iobject *m_obj))
{
    obj->cr_data_len=cr_data_len;
    obj->data_len=0;
    obj->frame_creater=frame_creater;
    obj->prev=0;
}


//置current的prev值
void add_iobject(Iobject *current,Iobject *prev)
{
    prev->data_len=current->cr_data_len+current->data_len;
    current->prev=prev;
}

//接口函数
int decorator_frame_creater(struct _iobject *obj)
{
    obj->var_data_len=0;
    if(obj->prev!=0)
        obj->var_data_len=obj->prev->frame_creater(obj->prev);
    return obj->var_data_len;
}

//固定帧的装饰，加了1个开头标识
int  Fixed_frame_creater(struct _iobject *obj)
{
    obj->var_data_len=decorator_frame_creater(obj);
    frame_buffer[obj->data_len]=START_BYTE;
    return obj->cr_data_len+obj->var_data_len;
}

//确认帧的装饰，加了2个0
int  Confirm_Frame_frame_creater(struct _iobject *obj)
{
    obj->var_data_len=decorator_frame_creater(obj);
    frame_buffer[obj->data_len]=0x00;
    frame_buffer[obj->data_len+1]=0x00;
    return obj->cr_data_len+obj->var_data_len;
}

最后是使用

int main(void)
{
    
    int count=0;
    
    init_iobject(&Fixed_Frame,1,Fixed_frame_creater);
    init_iobject(&Confirm_Frame,2,Confirm_Frame_frame_creater);
    init_iobject(&Decorator,0,decorator_frame_creater);
    
    while(1)
    {
        
        //置发送帧的一些配置选项，假设需要发送一个确认的固定帧
        add_iobject(&Decorator,&Fixed_Frame);
        add_iobject(&Fixed_Frame,&Confirm_Frame);
        
        //调用decorator的接口函数
        count=Decorator.frame_creater(&Decorator);
        
        //网卡发送数据帧
        eth_send(frame_buffer,count);
    }
}

可以看到，在维护修改程序时，如果要添加新的帧，就要添加一些的新的iobject结构，少了还好，多了后就很繁琐了，要是内存还很小的话，还耗费内存。另外装饰者模式采用迭代方式，虽然杜绝了死循环的可能，但是在迭代函数的实现中，若是局部变量过多了，也浪费了栈的空间，甚至可能导致栈溢出，个人认为，嵌入式中，少用为好