装饰模式

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装饰模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能来说，装饰模式相比生成子类更为灵活。

何时使用装饰模式

在以下情形，自然会考虑使用这一模式。

• 想要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。
• 想要扩展一个类的行为，却做不到。类定义可能被隐藏，无法进行子类化；或者，对类的每个行为的扩展，为支持每种功能组合，将产生大量的子类。
• 对类的职责的扩展是可选的。

改变对象的“外表”和“内容”

“外表”变更（装饰模式）

• 从外部变更
• 每个节点不知道变更

“内容”变更（策略模式）

• 从内部变更
• 每个节点知道一组预定义的变更方式

下面将为UIImage创建图像滤镜来说明装饰模式

装饰模式是向对象添加新的行为与职责的一种方式，它不改变任何现有行为与接口。比如说有个图像对象，它只包含让客户端管理其属性的接口,仅此而已。我们想向它添加点花哨的东西，比如变换滤镜，但不想修改图像对象的现有接口。我们能做的是，再定义一个跟这个图像对象一样的类,但它包含对另一个图像对象的引用，增加这个图像对象的行为。新的类有一个用绘图上下文绘制自身的方法。在这个绘图方法中，它向内嵌的图像引用应用变换算法，绘制整个图像，然后返回结果图像。可以把这个过程想象为在图片上放一层玻璃。图片不用去管玻璃，而且我们看它的时候，还管它叫图片。玻璃本身可以有颜色，在表面有波纹，或者其他别的可以让图片看上去不同的东西。以后如果想向图像应用另一层滤镜，可以再定义一个滤镜类，就像变换用的滤镜那样,通过这个类，可以应用同样的机制来向图像增加自己的操作。变换滤镜之外的其他滤镜,可以获取结果图像，并继续处理。但有一点，在装饰滤镜的流水线上传递的图像，不必是原来的那个，但必须是同样的类型。因此从变换滤镜返回的图像是一幅变换后的图像。然后当它被传给颜色滤镜的时候，返回的图像就是一幅经过着色的变换后的图像。

image.png
在这里，具体组件是一个UIImage类型，但我们不想只是为了让它参与进来就继承它，因此我们为它定义了一个分类。UIImage( ImageComponent)分类采用了ImageComponent协议。因为协议中定义的方法在UIImage中已经都有了，所以不必在分类中进行实现。
ImageTransformFilter和ImageShadowFilter专注于通过重载apply方法提供自己的滤镜算法。它们继承抽象的ImageFilter基类，ImageFilter里有一个对ImageComponent的引用，即私有成员变量component_。

ImageComponent

#import <UIKit/UIKit.h>

@protocol ImageComponent <NSObject>

//将截获这些UIImage的方法，插入附加的行为
@optional
- (void) drawAsPatternInRect:(CGRect)rect; 
- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point;
- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha;
- (void) drawInRect:(CGRect)rect;
- (void) drawInRect:(CGRect)rect blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha;

@end

全部的draw*方法都声明为@optional，告诉编译器，在找不到这些方法的对应实现时不要报错。

UIImage (ImageComponent)

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ImageComponent.h"

@interface UIImage (ImageComponent) <ImageComponent>

@end

#import "UIImage+ImageComponent.h"
/*
@implementation UIImage (ImageComponent)

@end
*/

声明了UIImage的分类，遵守ImageComponent协议，但完全没有实际的实现。

ImageFilter

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ImageComponent.h"
#import "UIImage+ImageComponent.h"

@interface ImageFilter : NSObject <ImageComponent>
{
  @private
  id <ImageComponent> component_;
}

@property (nonatomic, retain) id <ImageComponent> component;

- (void) apply;
- (id) initWithImageComponent:(id <ImageComponent>) component;
- (id) forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector;

/*
// overridden methods in UIImage APIs
- (void) drawAsPatternInRect:(CGRect)rect; 
- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point;
- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha;
- (void) drawInRect:(CGRect)rect;
- (void) drawInRect:(CGRect)rect blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha;
 */

@end

#import "ImageFilter.h"


@implementation ImageFilter

@synthesize component=component_;


- (id) initWithImageComponent:(id <ImageComponent>) component
{
  if (self = [super init])
  {
    // save an ImageComponent
    [self setComponent:component];
  }
  
  return self;
}

- (void) apply
{
  // should be overridden by subclasses
  // to apply real filters
}

- (id) forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector
{
  NSString *selectorName = NSStringFromSelector(aSelector);
  if ([selectorName hasPrefix:@"draw"])
  {
    [self apply];
  }
  
  return component_;
}

/*
- (void) drawAsPatternInRect:(CGRect)rect
{
  [self apply];
  [component_ drawAsPatternInRect:rect];
}

- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point
{
  [self apply];
  [component_ drawAtPoint:point];
}

- (void) drawAtPoint:(CGPoint)point blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha
{
  [self apply];
  [component_ drawAtPoint:point
                blendMode:blendMode
                    alpha:alpha];
}

- (void) drawInRect:(CGRect)rect
{
  [self apply];
  [component_ drawInRect:rect];
}

- (void) drawInRect:(CGRect)rect blendMode:(CGBlendMode)blendMode alpha:(CGFloat)alpha
{
  [self apply];
  [component_ drawInRect:rect
               blendMode:blendMode
                   alpha:alpha];
}
*/
@end

在initwithImageComponent:方法中，没做太多的事情，只是把参数的ImageComponent引用赋值给自己。而且,它的apply方法什么也没做，直到在具体滤镜类中重载。有趣的是，使用forwardingTargetForSelector:截获的消息调用，ImageFilter的实例
却不知如何响应。这个方法让子类把替代的接收器转发给运行库，使原始消息得到转发。但我们只关心以@"draw"开头的方法，然后通过返回component_,把剩下的事情都直接转给
component_。 比如,当消息drawAtRect :被发到ImageFilter的实例时，它将会被forwarding-TargetForselector:方法截获，等待替代的接收器，因为ImageFilter并没有实现它。由于消息以"draw"开头，它会在component_处理消息之前，先向自己发一个apply消息来做些处理。

ImageTransformFilter

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ImageFilter.h" 

@interface ImageTransformFilter : ImageFilter
{
  @private
  CGAffineTransform transform_;
}

@property (nonatomic, assign) CGAffineTransform transform;

- (id) initWithImageComponent:(id <ImageComponent>)component 
                    transform:(CGAffineTransform)transform;
- (void) apply;

@end

#import "ImageTransformFilter.h"

@implementation ImageTransformFilter

@synthesize transform=transform_;


- (id) initWithImageComponent:(id <ImageComponent>)component 
                    transform:(CGAffineTransform)transform
{
  if (self = [super initWithImageComponent:component])
  {
    [self setTransform:transform];
  }
  
  return self;
}

- (void) apply
{
  CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
  
  // setup transformation
  CGContextConcatCTM(context, transform_);
}
@end

ImageShadowFilter

#import <Foundation/Foundation.h>
#import "ImageFilter.h"

@interface ImageShadowFilter : ImageFilter

- (void) apply;

@end

#import "ImageShadowFilter.h"

@implementation ImageShadowFilter

- (void) apply
{
  CGContextRef context = UIGraphicsGetCurrentContext();
  
  // set up shadow
  CGSize offset = CGSizeMake (-25,  15);
  CGContextSetShadow(context, offset, 20.0);
}
@end

调用

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    // load the original image
    UIImage *image = [UIImage imageNamed:@"Image.png"];
    // create a transformation
    CGAffineTransform rotateTransform = CGAffineTransformMakeRotation(-M_PI / 4.0);
    CGAffineTransform translateTransform = CGAffineTransformMakeTranslation(-image.size.width / 2.0,
                                                                            image.size.height / 8.0);
    CGAffineTransform finalTransform = CGAffineTransformConcat(rotateTransform, translateTransform);
    
    // a true subclass approach
    id <ImageComponent> transformedImage = [[ImageTransformFilter alloc] initWithImageComponent:image
                                                                                      transform:finalTransform];
    id <ImageComponent> finalImage = [[ImageShadowFilter alloc] initWithImageComponent:transformedImage];
    
    // create a new image view
    // with a filtered image
    DecoratorView *decoratorView = [[DecoratorView alloc] initWithFrame:[self.view bounds]];
    [decoratorView setImage:finalImage];
    [self.view addSubview:decoratorView];
}

总结

真正子类方式的实现使用一种较为结构化的方式连接各种装饰器。分类的方式更为简单和轻量,适用于现有类只需要少量装饰器的应用程序（此文章没有讲解）。虽然分类不同于实际的子类化，不能严格实现模式的原始风格，但它实现了解决同样问题的意图。设计图像滤镜处理示例程序那样的应用时，装饰模式是自然而然的选择。图像滤镜的任何组合都能动态应用或删除，而不影响UIImage原有行为的完整性。