Javascript乱弹设计模式系列(3) － 装饰者模式(Decorator)

前言

博客园谈设计模式的文章很多，我也受益匪浅，包括TerryLee、吕震宇等等的.NET设计模式系列文章，强烈推荐。对于我，擅长于前台代码的开发，对于设计模式也有一定的了解，于是我想结合Javascript来设计前台方面的“设计模式”，以对后台“设计模式”做个补充。开始这个系列我也诚惶诚恐，怕自己写得不好，不过我也想做个尝试，一来希望能给一些人有些帮助吧，二来从写文章中锻炼下自己，三来通过写文章对自己增加自信；如果写得不好，欢迎拍砖，我会虚心向博客园高手牛人们学习请教；如果觉得写得还可以，谢谢大家的支持了:)

概述

在软件开发中，经常因为需求变动而需要扩展功能，想到的可能是继承类的方式进行扩展（还可以是组合方式（这个别篇另谈）），但是随着功能越来越多，子类也会越来越多，这样很不利用维护；而且需求的变动还导致部分功能也许不再需要，所以能够按需求来动态地扩展所需要的功能，是很好的解决方式；这样，装饰者模式应油而生，它动态地解决了功能扩展的问题

这里借用《Head First Design Pattern》归纳的五点：

• 装饰者和被装饰者对象有相同的超类型
• 你可以用一个或是多个装饰者包装一个对象
• 既然装饰者和被装饰对象有相同的超类型，所以在任何需要原始对象（被包装）的场合，可以用装饰过的对象代替它
• 装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与/或之后，加上自己的行为，以达到特定的目的
• 对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行是动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象

定义

装饰者模式是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。

类图

原理分析

现在结合Javascript，开始介绍Javascript装饰者模式，这里我举个多功能复印机的例子来说明：

1. 首先最开始我定义一个复印机接口，它会什么呢？它有说明书，要插电，可查看时间，可修理，可进行复印，有价格

那就可以这样子得到：

var IManifdder = new Interface("IManifdder", [["getDescription"],["electrify"],["watch"],["repair"],["duplicate"],["getPrice"]]);

2. 然后定义一个继承于该复印机接口的类Manifdder：

function Manifdder() {
    Interface.registerImplements(this, IManifdder);
}
Manifdder.prototype = {
    getDescription : function() {
        //
    },
    electrify : function() {
        //
    },
    watch : function() {
        //
    },
    repair : function() {
        //
    },
    duplicate : function() {
        //打印操作
    },
    getPrice : function() {
        return 500.0;
    }
};

3. 接着定义一个继承复印机接口的装饰者抽象类：

function ManifdderDecorator(manifdder) {
    this.manifdder = manifdder;
    Interface.registerImplements(this, IManifdder);
}
ManifdderDecorator.prototype = {
    getDescription : function() {
        return this.manifdder.getDescription();
    },
    electrify : function() {
        return this.manifdder.electrify();
    },
    watch : function() {
        return this.manifdder.watch();
    },
    repair : function() {
        return this.manifdder.repair();
    },
    duplicate : function() {
        return this.manifdder.duplicate();
    },
    getPrice : function() {
        return this.manifdder.getPrice();
    }
};

每个装饰者都有一个变量来保存IManifdder的引用，现在来实现它的具体类：

//中国制造
function MakeInChinaDecorator(manifdder) { 
    ManifdderDecorator.call(this,manifdder);
}
inheritClass(MakeInChinaDecorator, ManifdderDecorator);
MakeInChinaDecorator.prototype.electrify = function() {
    return this.manifdder.electrify() + ". 中国标准电压为220V.";
};
MakeInChinaDecorator.prototype.getPrice = function() {
    return this.manifdder.getPrice() + 100.0;
};

//日本制造
function MakeInJapanDecorator(manifdder) { 
    ManifdderDecorator.call(this,manifdder);
}
inheritClass(MakeInJapanDecorator);
MakeInJapanDecorator.prototype.electrify = function() {
    return this.manifdder.electrify() + ".日本标准电压为110V.";
};
MakeInJapanDecorator.prototype.getPrice = function() {
    return this.manifdder.getPrice() + 200.0;
};

其中它覆盖了抽象类中的electrify和getPrice方法；

现在执行它们：

var manifdder = new Manifdder();
alert(manifdder.getPrice());  // 得到500.0
manifdder = new MakeInChinaManifdder(manifdder);
alert(manifdder.getPrice()); // 得到600.0

如果再需要添加一个具体装饰类MakeInAmericaDecorator，只要再定义一个继承抽象类的子类即可；


3. 什么叫做被装饰者方法之前或者之后，添加行为呢？接着看下下面的例子：

在方法之后添加行为：

function MakeInChinaDecorator(manifdder) {
    //
}
inheritClass(MakeInChinaDecorator, ManifdderDecorator);
//
MakeInChinaDecorator.prototype.getPrice = function() {
    return this.manifdder.getPrice() + 100.0;
};

实际上刚才上面的那个例子，就是方法之后添加行为的方式，当实例化MakeInChinaDecorator对象的时候，它的装饰目的是为了价格上的差异,当调用getPrice（方法之后）的时候，价格上才得以体现出来，在原来价格的基础上加上100.0。

而在方法之前添加行为，我这里在增加一个复印机的颜色装饰类：

function ColorDecorator(manifdder, color) {
    ManifdderDecorator.call(this,manifdder);
    this.color = color;
}
inheritClass(ColorDecorator, ManifdderDecorator);
ColorDecorator.prototype.getDescription = function() {
    return this.manifdder.getDescription() + ": " + "它的颜色是" + this.color;
};

当实例化ColorDecorator对象的时候，它的装饰目的已经在构造函数中得到颜色上的体现，因此它是在getDescription()方法调用之前就得到体现了。

现在执行它：

manifdder = new ColorDecorator(manifdder, "白色");
alert(manifdder.getDescription()); //得到“它的颜色是白色”

4. 现在我要实现多功能复印机，还具有打印，扫描，传真功能，那么开始添加它们的装饰类：

function PrintDecorator(manifdder) {
    ManifdderDecorator.call(this,manifdder);
}
inheritClass(PrintDecorator, ManifdderDecorator);
PrintDecorator.prototype.getDescription = function() {
    return this.manifdder.getDescription() + ": " + "它具有打印功能. ";
};
PrintDecorator.prototype.getPrice = function() {
    return this.manifdder.getPrice() + 220.0;
};
PrintDecorator.prototype.print = function() {
    return "Print!";
};

现在执行它：

var manifdder = new Manifdder();
manifdder = new PrintDecorator(manifdder);
alert(manifdder.print()); //得到“Print!”

从结果可以看出，manifdder引用的对象具有方法print；

如果我继续装饰一个MakeInChina：

var manifdder = new Manifdder();
manifdder = new PrintDecorator(manifdder);
manifdder = new MakeInChinaDecorator(manifdder);
alert(manifdder.print()); //得到“manifdder.print is not a function”

从结果可以看出，print已经找不到了。

这说明MakeInChinaDecorator装饰manifdder的时候，它的父类ManifdderDecorator不包含print方法，所以自然就调用不到；

这个问题要如何解决呢？我们看到ManifdderDecorator的构造函数传进来一个manifdder的引用，通过它的引用我们可以得到它可能含有的新方法，比如print，通过和接口方法的比较，将新进的方法，动态添加进ManifdderDecorator中，于是我们修改ManifdderDecorator抽象类，如下所示：

function ManifdderDecorator(manifdder) {
    this.manifdder = manifdder;

    this.interface = IManifdder;
    for(var key in this.manifdder) 
    {
        if(typeof this.manifdder[key] !== "function")  //判断是否为方法类
            continue;
        var i;
        for(i = 0, len = this.interface.methods.length; i < len; i++) {
            if(key == this.interface.methods[i][0]) { //通过遍历比较在接口类中是否包含此方法，如果包含返回下一个
                break;
            }
        }
        if(i < this.interface.methods.length)
            continue;
        var decorator = this;
        //采用匿名函数调用方式来定义新方法
        (function(methodName) {
            decorator[methodName] = function() {
                return decorator.manifdder[methodName]();
            };
        })(key);
    }

    Interface.registerImplements(this, IManifdder);
};
ManifdderDecorator.prototype = {
    //
};

这样，如果在装饰类中定义了新方法，它的抽象类就会把该新方法动态定义出来，这样保证方法调用上的正确；

然后再执行刚才的代码：

var manifdder = new Manifdder();
manifdder = new PrintDecorator(manifdder);
manifdder = new MakeInChinaDecorator(manifdder);
alert(manifdder.print()); //得到“Print!”

成功调用了！

其他扫描，传真功能，和打印功能类似，创建ScanDecorator和FaxDecorator，这里不在多说了。

实例分析

今天要介绍的场景是个 个人服装秀（类似于QQ秀）的网页范例，可以更换头像，上衣，腰裤，背景等。

效果图先让大家瞧瞧：

这里介绍几个核心代码：

1. 添加IPerson.js的IPerson接口类：

var IPerson = new Interface("IPerson", [["getData"]]);

2. 添加PersonDecorator.js的装饰者抽象类：

function PersonDecorator(person) {
    this.person = person;
    this.interface = IPerson;
    for(var key in this.person) 
    {
        if(typeof this.person[key] !== "function") //判断是否为方法类
            continue;
        var i;
        for(i = 0, len = this.interface.methods.length; i < len; i++) {
            if(key == this.interface.methods[i][0]) { //通过遍历比较在接口类中是否包含此方法，如果包含返回下一个
                break;
            }
        }
        if(i < this.interface.methods.length)
            continue;
        var decorator = this;
        //采用匿名函数调用方式来定义新方法
        (function(methodName) {
            decorator[methodName] = function() {
                return decorator.person[methodName]();
            };
        })(key);
    }
    Interface.registerImplements(this, IPerson);
}
PersonDecorator.prototype = {
    getData : function() {
        throw new Error("抽象方法，不能调用!");
    }
}

3. 添加ConcreteDecorator.js的具体装饰者：

// 头像装饰者
function HeadDecorator(person, model) {
    PersonDecorator.call(this, person);
    this.model = model;
}
inheritClass(HeadDecorator, PersonDecorator);
HeadDecorator.prototype.getData = function() {
    var index = this.person.head.lastIndexOf("_");
    if(index != -1)
        this.person.head = this.person.head.slice(0, index);
    this.person.head = this.person.head + "_" + this.model;
    return this.person;
};

// 上衣装饰者
function BodyDecorator(person, model) {
    PersonDecorator.call(this, person);
    this.model = model;
}
inheritClass(BodyDecorator, PersonDecorator);
BodyDecorator.prototype.getData = function() {
    var index = this.person.body.lastIndexOf("_");
    if(index != -1)
        this.person.body = this.person.body.slice(0, index);
    this.person.body = this.person.body + "_" + this.model;
    return this.person;
};

// 腰裤装饰者
function FootDecorator(person, model) {
    PersonDecorator.call(this, person);
    this.model = model;
}
inheritClass(FootDecorator, PersonDecorator);
FootDecorator.prototype.getData = function() {
    var index = this.person.foot.lastIndexOf("_");
    if(index != -1)
        this.person.foot = this.person.foot.slice(0, index);
    this.person.foot = this.person.foot + "_" + this.model;
    return this.person;
};

// 背景装饰者
function BackgroundDecorator(person, model) {
    PersonDecorator.call(this, person);
    this.model = model;
}
inheritClass(BackgroundDecorator, PersonDecorator);
BackgroundDecorator.prototype.getData = function() {
    this.person.background = "bg" + this.model;
    return this.person;
};

4. 添加PersonOpr.js，创建操作类：

var PersonOpr = {
    display : function(person) { //显示个人秀照片
         $("#imgHead").attr("src","images/" + person.head + ".gif");
        $("#imgBody").attr("src","images/" + person.body + ".gif");
        $("#imgFoot").attr("src","images/" + person.foot + ".gif");
        $("#divBg").css("background-image", "url(images/" + person.background + ".gif)");
    },
    init : function() {
        //初始化皮肤列表
        //...
    }
}

至此，装饰者模式的思路已经应用在该个人服装秀中了。

这里实现链接实例：

装饰者模式Demo

源代码就不提供下载了，无非就是html，js，css文件，从链接实例中可以查看源代码；

总结

该篇文章用Javascript设计装饰者模式的思路，重点从原理中分析，最后实现一个类似于QQ秀的应用网站。

本篇到此为止，谢谢大家阅读！

参考文献：《Head First Design Pattern》
《Professional Javascript Design Patterns》
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