设计模式之美：Extension Object（扩展对象）

索引

• 意图
• 结构
• 参与者
• 适用性
• 效果
• 相关模式
• 实现
  • 实现方式（一）：使用示例结构实现 Extension Object。
  • 实现方式（二）：使用泛型实现 IExtensibleObject<T> 接口。

意图

预期对象的接口将在未来被扩展。通过额外的接口来定义扩展对象。

Anticipate that an object’s interface needs to be extended in the future.

Additional interfaces are defined by extension objects..

结构

参与者

Subject

• 定义抽象主体对象。其定义用于查询是否包含特定扩展的接口。

Extension

• 所有扩展类的抽象基类。可以定义负责管理扩展自身的操作。
• Extension 知道其是谁的扩展。

ConcreteSubject

• 具体的主体类。实现基类定义的 GetExtension 方法并返回相应的扩展对象。

AbstractExtension

• 特定种类的扩展类的抽象基类。

ConcreteExtension

• 继承并实现 AbstractionExtension 类。实现特定的扩展功能。

适用性

当以下情况成立时可以使用 Extension Object 模式：

• 当需要为已有对象额外添加全新的或无法预见的接口时。
• 抽象的主要接口在不同的客户类中拥有不同的角色时。
• 无法通过子类型化来扩展接口行为时。

效果

• 扩展对象促进了增加新扩展功能。
• 类的主要抽象接口不会过于膨胀。
• 接口的主要抽象在不同的子系统中可实现不同的角色。
• 客户类变得更加复杂。
• 需要控制对扩展对象的滥用。

相关模式

• Visitor模式可以为层级的类结构增加新的行为。Visitor 模式与 Extension Object 模式拥有类似的益处。相比 Visitor 模式，Extension Object 模式不需要一个稳固的类层级结构，并且也不引入循环依赖。
• Decorator模式是另一个可以扩展类的行为的模式。客户类在使用 Decorator 对象时的透明性比使用 Extension Object 更好。在使用窄接口或需要增强已知接口时更适合使用 Decorator 模式。
• Adapter模式支持适配一个已知接口。Extension Object 模式支持附加的接口。当对象需要对扩展接口进行适配时可以同时使用 Extension Object 模式和 Adapter 模式。

实现

实现方式（一）：使用示例结构实现 Extension Object。

 namespace ExtensionObjectPattern.Implementation1
 {
   public abstract class Subject
   {
     public abstract void Operation1();
     public abstract Extension GetExtension(string extensionType);
   }

   public abstract class Extension
   {
     protected Subject _owner;

     public Extension(Subject owner)
     {
       _owner = owner;
     }

     public abstract void DoSomething();
   }

   public abstract class AbstractExtension : Extension
   {
     public AbstractExtension(Subject owner)
       : base(owner)
     {
     }
   }

   public class ConcreteExtension : AbstractExtension
   {
     public ConcreteExtension(Subject owner)
       : base(owner)
     {
     }

     public override void DoSomething()
     {
       // do something
       _owner.Operation1();
     }
   }

   public class ConcreteSubject : Subject
   {
     private ConcreteExtension _extension;

     public ConcreteSubject()
     {
       _extension = new ConcreteExtension(this);
     }

     public override void Operation1()
     {
       // do something
     }

     public override Extension GetExtension(string extensionType)
     {
       if (extensionType == "some type")
       {
         return this._extension;
       }

       return null;
     }
   }

   public class Client
   {
     public void TestCase1()
     {
       Subject subject = new ConcreteSubject();
       Extension extension = subject.GetExtension("some type");
       extension.DoSomething();
     }
   }
 }

实现方式（二）：使用泛型实现 IExtensibleObject<T> 接口。

 namespace ExtensionObjectPattern.Implementation2
 {
   public abstract class Subject : IExtensibleObject<Subject>
   {
     public abstract void Operation1();
     public abstract IEnumerable<IExtension<Subject>> Extensions { get; }
   }

   public interface IExtensibleObject<T>
     where T : class, IExtensibleObject<T>
   {
     IEnumerable<IExtension<T>> Extensions { get; }
   }

   public interface IExtension<T>
     where T : class, IExtensibleObject<T>
   {
     void Attach(T owner);
     void Detach(T owner);
   }

   public abstract class Extension : IExtension<Subject>
   {
     protected List<Subject> _owners;

     public void Attach(Subject owner)
     {
       _owners.Add(owner);
     }

     public void Detach(Subject owner)
     {
       _owners.Remove(owner);
     }

     public abstract void DoSomething();
   }

   public class ConcreteExtension : Extension
   {
     public override void DoSomething()
     {
       // do something
       foreach (var item in _owners)
       {
         item.Operation1();
       }
     }
   }

   public class ConcreteSubject : Subject
   {
     private List<Extension> _extensions = new List<Extension>();

     public ConcreteSubject()
     {
       Extension extension = new ConcreteExtension();
       extension.Attach(this);

       _extensions.Add(extension);
     }

     public override void Operation1()
     {
       // do something
     }

     public override IEnumerable<IExtension<Subject>> Extensions
     {
       get
       {
         return _extensions;
       }
     }
   }

   public class Client
   {
     public void TestCase1()
     {
       Subject subject = new ConcreteSubject();

       foreach (var extension in subject.Extensions)
       {
         (extension as Extension).DoSomething();
       }
     }
   }
 }

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