（34）C#设计模式——装饰者模式（Decorator Pattern）

引言

在软件开发中，我们经常想要对一类对象添加不同的功能，例如要给手机添加贴膜、挂件、外壳等。如果此时使用继承来实现的话，我们就需要定义无数的类，这样会导致“子类爆炸”的问题。为了解决这个问题，可以使用装饰者模式来动态地给一个对象添加额外的职责。

装饰者模式的详细介绍

定义

装饰者模式以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的职责，装饰者模式相比生成子类可以更灵活地增加功能。

具体实现

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace _23DecoratorPatternDemo
{
    /// <summary>
    /// 手机抽象类，即装饰者模式中的抽象组件类
    /// </summary>
    public abstract class Phone
    {
        public abstract void Print();
    }
    /// <summary>
    /// 手机，即装饰者模式中的具体组件类
    /// </summary>
    public class ApplePhone : Phone
    {
        public override void Print()
        {
            Console.WriteLine("开始执行具体的对象————苹果手机");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 装饰抽象类，要让装饰完全取代抽象组件，必须继承自Phone
    /// </summary>
    public abstract class Decorator :Phone
    {
        private Phone phone;
        public Decorator(Phone p)
        {
            this.phone = p;
        }
        public override void Print()
        {
            if(phone!=null)
            {
                phone.Print();
            }
        }
    }
    /// <summary>
    /// 贴膜，即具体装饰者
    /// </summary>
    public class Sticker:Decorator
    {
        public Sticker(Phone p):base(p)
        {

        }
        public override void Print()
        {
            base.Print();
            //添加新行为
            AddSticker();
        }
        /// <summary>
        /// 新的行为方法
        /// </summary>
        public void AddSticker()
        {
            Console.WriteLine("现在苹果手机有膜了");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 手机挂件
    /// </summary>
    public class Accessories : Decorator
    {
        public Accessories(Phone p) : base(p)
        {
        }
        public override void Print()
        {
            base.Print();
            AddAccessories();
        }
        public void AddAccessories()
        {
            Console.WriteLine("现在苹果手机有挂件了");
        }
    }

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 我买了个苹果手机
            Phone phone = new ApplePhone();

            // 现在想贴膜了
            Decorator applePhoneWithSticker = new Sticker(phone);
            // 扩展贴膜行为
            applePhoneWithSticker.Print();
            Console.WriteLine("----------------------\n");

            // 现在我想有挂件了
            Decorator applePhoneWithAccessories = new Accessories(phone);
            // 扩展手机挂件行为
            applePhoneWithAccessories.Print();
            Console.WriteLine("----------------------\n");

            // 现在我同时有贴膜和手机挂件了
            Sticker sticker = new Sticker(phone);
            Accessories applePhoneWithAccessoriesAndSticker = new Accessories(sticker);
            applePhoneWithAccessoriesAndSticker.Print();
            Console.WriteLine();
        }
    }
}
           

从上面的Program类代码可以看出，客户端可以动态地将手机配件加到手机上，如果需要添加另外的配件时，只需要添加一个继承自Decorator类的对应类就行了。可以看出，装饰者模式的扩展性是非常好的。

装饰者模式中的角色

抽象构件角色（phone）:给出一个抽象接口，以规范准备接受附加责任的对象

具体构件角色（ApplePhone）：定义一个将要接受附加责任的类

装饰角色（Decorator）:持有一个构件对象的实例，并定义一个与抽象构件接口一致的接口

具体装饰角色（Sticker和Accessories）：负责给构件对象添加附加的责任

装饰者模式的优缺点

优点：

1. 装饰者模式和继承都是扩展对象的功能，但装饰者模式比继承更灵活
2. 通过使用不同的具体装饰类以及这些类的排列组合，设计师可以创造出很多不同行为的组合
3. 装饰者模式有很好的扩展性

缺点:

•     装饰者模式会导致设计中出现许多小对象，如果过度使用，会让程序变的更复杂。并且更多的对象会是的差错变得困难，特别是这些对象看上去都很像。

使用场景

1. 需要扩展一个类的功能或给一个类增加附加责任。
2. 需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销。
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

总结

装饰者模式采用对象组合而非继承的方式实现了在运行时动态地扩展对象的功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能，避免了单独使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生”问题。同时它很好地符合面向对象设计原则中“优先使用对象组合而非继承”和“开放-封闭”原则。