C# 设计模式之装饰模式

1. 概述

　　动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能，装饰者提供了比继承更加有弹性的替代方案。可以在不改变一个对象本身功能的基础上给对象增加额外的新行为。

       装饰模式是一种用于替代继承的技术，它通过一种无须定义子类的方式来给对象动态增加职责，使用对象之间的关联关系取代类之间的继承关系。在装饰模式中引入了装饰类，在装饰类中既可以调用待装饰的原有类的方法，还可以增加新的方法，以扩充原有类的功能。

2. 模式中的角色

　　2.1 Component（抽象构件）：它是具体构件和抽象装饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法，它的引入可以使客户端以一致的方式处理未被装饰的对象以及装饰之后的对象，实现客户端的透明操作。

　　2.2 ConcreteComponent（具体构件）：它是抽象构件类的子类，用于定义具体的构件对象，实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的职责（方法）。

　　2.3 Decorator（抽象装饰类）：它也是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但是具体职责在其子类中实现。它维护一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法，并通过其子类扩展该方法，以达到装饰的目的。

　　2.4 ConcreteDecorator（具体装饰类）：它是抽象装饰类的子类，负责向构件添加新的职责。每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，它可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法用以扩充对象的行为。

3. 模式解读

　　3.1 模式的类图

        3.2 代码实现

using System;



 




namespace ConsoleApp2




{



    class Class23




    {



        static void Main(string[] args)




        {



            // 现在有个需求要给窗口增加滚动条




            //定义窗口具体构件




            Component component = new Window();



            //定义滚动条装饰类




            Component componentScrollBar = new ScrollBarDecorator(component);



            //定义黑色边框装饰类，将装饰了一次之后的对象继续注入到另一个装饰类中，实现二次装饰




            Component componentBlackBorder = new BlackBorderDecorator(componentScrollBar);



            componentScrollBar.Display();



 



            Console.Read();



        }



    }



 



    //抽象界面构件类：抽象构件类




    public abstract class Component




    {



        public abstract void Display();



    }



 



    //窗体类：具体构件类




    public class Window : Component




    {



        public override void Display()




        {



            Console.WriteLine("显示窗体！");



        }



    }



 



    //文本框类：具体构件类




    public class TextBox : Component




    {



        public override void Display()




        {



            Console.WriteLine("显示文本框！");



        }



    }



 



    //列表框类：具体构件类




    public class ListBox : Component




    {



        public override void Display()




        {



            Console.WriteLine("显示列表框！");



        }



    }



 



    //构件装饰类：抽象装饰类




    public class ComponentDecorator : Component




    {



        private Component component;  //维持对抽象构件类型对象的引用




        public ComponentDecorator(Component component)  //注入抽象构件类型的对象




        {



            this.component = component;



        }



 



        public override void Display()




        {



            component.Display();



        }



    }



 



    //滚动条装饰类：具体装饰类




    public class ScrollBarDecorator : ComponentDecorator




    {



        public ScrollBarDecorator(Component component) : base(component)




        {



        }



 



        public override void Display()




        {



            // 调用新的业务方法




            this.SetScrollBar();



            // 调用原有的业务方法




            base.Display();



        }



 



        public void SetScrollBar()




        {



            Console.WriteLine("为构件增加滚动条！");



        }



    }



 



    //黑色边框装饰类：具体装饰类




    public class BlackBorderDecorator : ComponentDecorator




    {



        public BlackBorderDecorator(Component component) : base(component)




        {



        }



 



        public override void Display()




        {



            // 调用新的业务方法




            this.SetBlackBorder();



            // 调用原有的业务方法




            base.Display();



        }



 



        public void SetBlackBorder()




        {



            Console.WriteLine("为构件增加黑色边框！");



        }



    }



}

4、模式的优缺点

4.1 优点：

(1) 对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活性，不会导致类的个数急剧增加。

(2) 可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同的具体装饰类，从而实现不同的行为。

(3) 可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合，得到功能更为强大的对象。

(4) 具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有类库代码无须改变，符合“开闭原则”。

4.2 缺点：

(1) 使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源，在一定程序上影响程序的性能。

(2) 装饰模式提供了一种比继承更加灵活机动的解决方案，但同时也意味着比继承更加易于出错，排错也很困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为繁琐。

 

5、模式适用场景

(1) 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。

(2) 当不能采用继承的方式对系统进行扩展或者采用继承不利于系统扩展和维护时可以使用装饰模式。

不能采用继承的情况主要有两类：第一类是系统中存在大量独立的扩展，为支持每一种扩展或者扩展之间的组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长；第二类是因为类已定义为不能被继承（如Java语言中的final类，C#语言中的sealed类）。