原文 第8章 装饰模式(Decorator Pattern)

概述:

装饰模式是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地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。

装饰模式的特点:

(1) 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就可以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。
(2) 装饰对象包含一个真实对象的引用(reference)
(3) 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。
(4) 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时,不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中,通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。

 

结构图:

 

举例:假设我们要开发一个照相管用的程序

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    //照相
  public  abstract class Picture
    {
        public abstract void Draw();
    }
    //绘制一个照片
   public class People : Picture
   {
 
       public override void Draw()
       {
           Console.WriteLine("照一张相片");
       }
   }

假设我们不仅只照相,而且为了满足客户的需要有的时候需要给相片增加一个相框

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 public interface PhotoFrame
   {
        void SetFrame();
   }
 
   public class PeopleWithFram :People, PhotoFrame
   {
       public override void Draw()
       {
           base.Draw();
           //照完加相框
           SetFrame();
       }
       public void SetFrame()
       {
           //给相片加相框方法
       }
   }

好 需求又来了,毕竟有钱人还是很多了嘛,不仅要相框,还需要打蜡上保护膜

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public interface ProtectPic
   {
        void ProtectImage();
   }
   public class PeopleWithFramWithProtect : People, PhotoFrame, ProtectPic
   {
       public override void Draw()
       {
           base.Draw();
           //先上保护膜打上蜡
           ProtectImage();
           //在上相框
           SetFrame();
       }
       public void SetFrame()
       {
           //给相片加相框方法
       }
 
       public void ProtectImage()
       {
           //给相片打蜡上保护膜
       }
   }

/好,这个时候需求又来了,毕竟不是人人都那么完美,毕竟有丑姑娘嘛,需要PS处理一下,那我们是不是又得定义一个PS接口,然后写个子类去继承呢?“子类复子类,子类何其多”。这种接口继承的方式虽然是解决问题,同时也带来了一系列新的问题,子类可能需要多重继承,这个在某些情况下违反了类的单一职责。后续如来来新的需求子类会变的非常庞大。

我们看看装饰是怎么解决这个问题的

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 public class Decorate : Picture
   {
       public  Picture picture;
 
       public  Decorate(Picture pic)
       {
         this.picture=pic;
       }
       public override void Draw()
       {
           Console.WriteLine("照一张相片");
       }
   }
    //相框
   public class WithFram : Decorate
   {
       
       public  WithFram(Picture pic):base(pic)
       
       }
       public override void Draw()
       {
           SetFrame();
           base.Draw();
       }
       public void SetFrame()
       {
           //给相片加相框方法
       }
   }
    //打蜡上保护膜
   public class WithProtect : Decorate
   {
       public WithProtect(Picture pic)
           base(pic)
       
       }
       public override void Draw()
       {
           ProtectImage();
           base.Draw();
       }
       public void ProtectImage()
       {
           //给相片打蜡上保护膜
       }
   }
    
   class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
 
            //照相
            Picture pic = new People();
            pic.Draw();
 
            //照完像上蜡上保护膜
            Picture picProtect = new People();
            Decorate dec = new WithProtect(pic);
            dec.Draw();
            //照完上蜡上保护膜上相框  
            Picture picProtectFrame = new People();
            Decorate decProtect = new WithProtect(picProtectFrame);
            Decorate frame = new WithFram(decProtect);//Decorator模式的精妙所在
            frame.Draw();
 
        }
    }

用装饰模式,大大减少了子类的继承,并且在调用的时候,可以对上级对象进行再次封装,这个也是Decorator模式非常经典的一个地方!

 

适用性:

 

以下情况使用Decorator模式
1. 需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
2. 需要动态的给一个对象添加功能,这些功能可以再动态的撤销。
3. 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变的不现实。
4. 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。

 

优点:

1. Decorator模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是Decorator可以提供比继承更多的灵活性。
2. 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合,设计师可以创造出很多不同行为的组合。

缺点:

1. 这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着更加多的复杂性。
2. 装饰模式会导致设计中出现许多小类,如果过度使用,会使程序变得很复杂。
3. 装饰模式是针对抽象组件(Component)类型编程。但是,如果你要针对具体组件编程时,就应该重新思考你的应用架构,以及装饰者是否合适。当然也可以改变Component接口,增加新的公开的行为,实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。


设计原则:

1. 多用组合,少用继承。
利用继承设计子类的行为,是在编译时静态决定的,而且所有的子类都会继承到相同的行为。然而,如果能够利用组合的做法扩展对象的行为,就可以在运行时动态地进行扩展。

2. 类应设计的对扩展开放,对修改关闭

设计模式系列文章入口

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