实例讲解Ruby使用设计模式中的装饰器模式的方法

概述
       若你从事过面向对象开发，实现给一个类或对象增加行为，使用继承机制，这是所有面向对象语言的一  个基本特性。如果已经存在的一个类缺少某些方法，或者须要给方法添加更多的功能（魅力），你也许会仅仅继承这个类来产生一个新类—这建立在额外的代码上。
      通过继承一个现有类可以使得子类在拥有自身方法的同时还拥有父类的方法。但是这种方法是静态的，用户不能控制增加行为的方式和时机。如果  你希望改变一个已经初始化的对象的行为，你怎么办？或者，你希望继承许多类的行为，改怎么办?前一个，只能在于运行时完成，后者显然时可能的，但是可能会导致产生大量的不同的类—可怕的事情。
问题
      你如何组织你的代码使其可以容易的添加基本的或者一些很少用到的 特性，而不是直接不额外的代码写在你的类的内部？

解决方案

• 动态地给一个对象添加一些额外的职责或者行为。就增加功能来说， Decorator模式相比生成子类更为灵活。
• 提供了改变子类的灵活方案。装饰器模式在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态的扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。
• 当用于一组子类时，装饰器模式更加有用。如果你拥有一族子类（从一个父类派生而来），你需要在与子类独立使用情况下添加额外的特性，你可以使用装饰器模式，以避免代码重复和具体子类数量的增加。

 适用性

以下情况使用Decorator模式

• 在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
• 处理那些可以撤消的职责。
• 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，

为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。

另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。
 
实例

class SimpleWriter
 def initialize(path)
  @file = File.open(path,"w")
 end 

 def write_line(line)
  @file.print(line)
  @file.print("\n")
 end 

 #字符数
 def pos
  @file.pos
 end 

 #它将会将文件指针指向文件的开头
 def rewind
  @file.rewind
 end 

 def close
  @file.colse
 end
end 

sw = SimpleWriter.new("test.txt")
sw.write_line("你好")
puts sw.pos
puts sw.rewind 

#基类
class WriterDecorator
 def initialize(real_writer)
  @real_writer = real_writer
 end 

 def write_line
  @real_writer.write_line
 end 

 def pos
  @real_writer.pos
 end 

 def rewind
  @real_writer.rewind
 end 

 def close
  @real_writer.close
 end
end 

class NumberingWriter < WriterDecorator
 attr :line_number
 def initialize(real_writer)
  super(real_writer)
  @line_number = 1
 end 

 #实际调用的是WriterDecorator的write_line方法，只是在写入的内容前加上了编号（装饰）
 #所以说NumberingWriter对WriterDecorator的接口wirte_line进行了装饰
 #
 def write_line(line)
  @real_writer.write_line("#{@line_number}:#{line}")
  @line_number += 1
 end
end 

sw = SimpleWriter.new("numbering_write.txt")
nw = NumberingWriter.new(sw)
nw.write_line("hello,world")
nw.write_line("hello,ruby")
puts nw.line_number 

class CheckSummingWriter < WriterDecorator
 attr_reader :check_num 

 def initialize(real_writer)
  super(real_writer)
  @check_num = 0
 end 

 def write_line(line)
  line.each_byte{|byte| @check_num += byte % 256}
  @real_writer.write_line(line)
 end
end 

sw = SimpleWriter.new("check_num_writer.txt")
csw = CheckSummingWriter.new(sw)
csw.write_line("hello,world")
puts csw.check_num 

class TimeStampingWriter < WriterDecorator 

 def initialize(real_writer)
  super(real_writer)
 end 

 def write_line(line)
  @real_writer.write_line("#{Time.now}: #{line}")
 end 

end 

#倒着看
#5. 实际调用的是SimpleWriter得write_line方法，将内容写入文件
sw = SimpleWriter.new("mix.txt")
#4. 实际调用的是NumberingWriter得write_line方法，对在输入的数据前加上了编号
#  然后传给@real_writer,此时的@real_witer为sw
nw = NumberingWriter.new(sw)
#3. 实际调用的是TimeStampingWriter得write_line方法，对在输入的数据前加上了时间戳
#  然后传给@real_writer,此时的@real_witer为nw
tsw = TimeStampingWriter.new(nw)
#2. 实际调用的是CheckSummingWriter得write_line方法，对输入的数据进行了字节数的统计
#  然后传给@real_writer,此时的@real_witer为tsw
csw = CheckSummingWriter.new(tsw)
#1. csw调用write_line
csw.write_line("hello,world")
puts csw.check_num

两种ruby风格的装饰模式应用
 
（1）使用extend混入模块

class SimpleWriter
 def initialize(path)
  @file = File.open(path,"w")
 end 

 def write_line(line)
  @file.print(line)
  @file.print("\n")
 end 

 #字符数
 def pos
  @file.pos
 end 

 #它将会将文件指针指向文件的开头
 def rewind
  @file.rewind
 end 

 def close
  @file.colse
 end
end 

#使用extend方法动态的混入模块，来进行装饰 

module TimeStampingWriter
 def write_line(line)
  super("#{Time.now}:#{line}")
 end
end 

module NumberingWriter
 attr_reader :line_number
 def write_line(line)
  @line_number = 1 unless @line_number
  super("#{@line_number}:#{line}")
  @line_number += 1
 end
end

最后被加入的模块，先被调用，然后通过super来调用父类的write_line方法。 
例子中先在文本的前面加上时间戳，在加入编号，最后写入文件

sw = SimpleWriter.new("out3.txt")
sw.extend(NumberingWriter)
sw.extend(TimeStampingWriter)
sw.write_line("hello,ruby")

（2）使用alias关键字

class SimpleWriter
 def initialize(path)
  @file = File.open(path,"w")
 end 

 def write_line(line)
  @file.print(line)
  @file.print("\n")
 end 

 #字符数
 def pos
  @file.pos
 end 

 #它将会将文件指针指向文件的开头
 def rewind
  @file.rewind
 end 

 def close
  @file.colse
 end
end 

ruby实现装饰模式的另一种动态方法 ：
修改对象的实例方法, 所以在out1.txt文件中会加入时间戳，而不影响对象sw2，out2.txt中不会加入时间戳 。
sw1 = SimpleWriter.new("out1.txt")
class << sw1
 alias old_write_line write_line
 def write_line(line)
  old_write_line("#{Time.now}:#{line}")
 end
end
sw1.write_line("hello,world")
sw2 = SimpleWriter.new("out2.txt")
sw2.write_line("hello,world")