نمط المزين

جزء من قسم Object Oriented Programming في رحلة C++ على Coddy — الدرس 98 من 104.

يسمح لك نمط المزين (Decorator pattern) بإضافة سلوكيات جديدة إلى الكائنات ديناميكيًا عن طريق تغليفها في كائنات خاصة تسمى المزينات (decorators). وعلى عكس الوراثة، التي تضيف السلوك في وقت التجميع (compile time)، تتيح لك المزينات توسيع الوظائف في وقت التشغيل (runtime) دون تعديل الفئة الأصلية.

يعمل النمط من خلال جعل كل من الكائن الأصلي والمزخرفات (decorators) ينفذون الواجهة نفسها. يحتفظ كل مزخرف بمرجع لمكون (component) ويضيف سلوكه الخاص قبل أو بعد التفويض إلى الكائن المغلف:

#include <iostream>
#include <memory>

// واجهة المكون
class Coffee {
public:
    virtual std::string getDescription() const = 0;
    virtual double getCost() const = 0;
    virtual ~Coffee() = default;
};

// المكون الملموس
class SimpleCoffee : public Coffee {
public:
    std::string getDescription() const override { return "Coffee"; }
    double getCost() const override { return 2.0; }
};

// المزين الأساسي
class CoffeeDecorator : public Coffee {
protected:
    std::unique_ptr<Coffee> coffee;
public:
    CoffeeDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : coffee(std::move(c)) {}
};

// المزينون الملموسون
class MilkDecorator : public CoffeeDecorator {
public:
    MilkDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : CoffeeDecorator(std::move(c)) {}
    std::string getDescription() const override {
        return coffee->getDescription() + ", Milk";
    }
    double getCost() const override { return coffee->getCost() + 0.5; }
};

class SugarDecorator : public CoffeeDecorator {
public:
    SugarDecorator(std::unique_ptr<Coffee> c) : CoffeeDecorator(std::move(c)) {}
    std::string getDescription() const override {
        return coffee->getDescription() + ", Sugar";
    }
    double getCost() const override { return coffee->getCost() + 0.2; }
};

يمكن تكديس المزخرفات (Decorators) - حيث يغلف كل منها السابق، مما يبني الوظائف طبقة تلو الأخرى:

int main() {
    std::unique_ptr<Coffee> order = std::make_unique<SimpleCoffee>();
    order = std::make_unique<MilkDecorator>(std::move(order));
    order = std::make_unique<SugarDecorator>(std::move(order));
    
    std::cout << order->getDescription() << ": $" << order->getCost();
    // المخرجات: Coffee, Milk, Sugar: $2.7
}

استخدم نمط Decorator عندما تحتاج إلى إضافة مسؤوليات إلى الكائنات بشكل ديناميكي دون التأثير على الكائنات الأخرى، أو عندما يؤدي توسيع الوظائف من خلال الوراثة (subclassing) إلى انفجار في عدد الفئات (classes).

التحدي

سهل

لنقم ببناء نظام لطلب البيتزا (Pizza Order System) باستخدام نمط المزيّن (Decorator pattern). ستقوم بإنشاء نظام مرن حيث يمكن للعملاء البدء ببيتزا أساسية وإضافة إضافات متنوعة—كل إضافة تغلف الطلب السابق وتضيف تكلفتها ووصفها الخاص. هذه حالة استخدام مثالية للمزيّنات: يمكن تكديس الإضافات بأي مزيج دون الحاجة لإنشاء عدد هائل من الفئات الفرعية.

ستقوم بتنظيم الكود الخاص بك عبر ثلاثة ملفات:

Pizza.h: تحديد واجهة المكون (component interface) وفئة البيتزا الأساسية.
قم بإنشاء فئة Pizza مجردة (abstract) مع دوال افتراضية بحتة (pure virtual methods) وهي getDescription() (تعيد سلسلة نصية string) و getCost() (تعيد قيمة double)، بالإضافة إلى مدمر افتراضي (virtual destructor).

ثم قم بإنشاء فئة PlainPizza ملموسة تمثل البيتزا الأساسية. يجب أن تعيد "Pizza" كوصف لها وتكون تكلفتها الأساسية 8.0.
ToppingDecorator.h: بناء الفئة الأساسية للمزيّن ومزيّنات الإضافات الملموسة.
قم بإنشاء فئة ToppingDecorator ترث من Pizza وتحتوي على std::unique_ptr<Pizza> للمكون المغلف. تعمل هذه الفئة كأساس لجميع مزيّنات الإضافات.

قم بتنفيذ ثلاثة مزيّنات إضافات ملموسة:
- CheeseTopping — يضيف ", Cheese" إلى الوصف و 1.5 إلى التكلفة
- PepperoniTopping — يضيف ", Pepperoni" إلى الوصف و 2.0 إلى التكلفة
- MushroomTopping — يضيف ", Mushrooms" إلى الوصف و 1.0 إلى التكلفة
يجب على كل مزيّن أن يفوض العمل للبيتزا المغلفة ثم يضيف مساهمته الخاصة.
main.cpp: إنشاء طلب بيتزا مخصص بناءً على مدخلات المستخدم.
اقرأ ثلاثة مدخلات (كل منها سيكون yes أو no):
1. إضافة جبنة؟
2. إضافة بيبيروني؟
3. إضافة فطر؟
ابدأ بـ PlainPizza، ثم غلفها بمزيّنات الإضافات المناسبة بناءً على المدخلات (بالترتيب: الجبنة، البيبيروني، الفطر). أخيرًا، اطبع تفاصيل الطلب بهذا التنسيق:
```
Order: [description]
Total: $[cost]
```

على سبيل المثال، مع المدخلات yes، yes، no:

Order: Pizza, Cheese, Pepperoni
Total: $11.5

مع المدخلات yes، no، yes:

Order: Pizza, Cheese, Mushrooms
Total: $10.5

مع المدخلات no، no، no:

Order: Pizza
Total: $8

مع المدخلات yes، yes، yes:

Order: Pizza, Cheese, Pepperoni, Mushrooms
Total: $12.5

لاحظ كيف يقوم كل مزيّن بتغليف المزيّن السابق، مما يبني كلاً من الوصف والتكلفة طبقة تلو الأخرى. يمكنك بسهولة إضافة إضافات جديدة عن طريق إنشاء فئات مزيّن جديدة دون تعديل كود البيتزا أو الإضافات الحالي—هذا هو جمال نمط المزيّن (Decorator pattern).

جرّب بنفسك

#include <iostream>
#include <string>
#include <memory>
#include "Pizza.h"
#include "ToppingDecorator.h"

using namespace std;

int main() {
    // قراءة ثلاثة مدخلات (نعم أو لا)
    string addCheese, addPepperoni, addMushrooms;
    cin >> addCheese;
    cin >> addPepperoni;
    cin >> addMushrooms;
    
    // TODO: ابدأ بـ PlainPizza باستخدام std::unique_ptr
    
    // TODO: إذا كانت addCheese هي "yes"، قم بتغليف البيتزا بـ CheeseTopping
    
    // TODO: إذا كانت addPepperoni هي "yes"، قم بتغليف البيتزا بـ PepperoniTopping
    
    // TODO: إذا كانت addMushrooms هي "yes"، قم بتغليف البيتزا بـ MushroomTopping
    
    // TODO: اطبع الطلب بالتنسيق التالي:
    // Order: [description]
    // Total: $[cost]
    
    return 0;
}