装饰者模式 Decorator

项目：咖啡计费系统

背景：现有系统中有一个抽象类Beverage，有2个抽象方法GetDescription和Cost。

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 饮料抽象类
    /// </summary>
    public abstract  class Beverage
    {
        protected string description = "饮料";
        protected float price = 0f;
        public abstract string GetDescription();
        
        public abstract float Cost();
    }
}

 

需求：目前有综合咖啡、深焙咖啡、浓缩咖啡，调料有牛奶、摩卡、豆浆、奶泡。未来可能增加新的咖啡种类和调料，当顾客点咖啡时，要求能够获得咖啡的描述和价格。

设计方案1：设计综合咖啡、深焙咖啡、浓缩咖啡4个子类，继承Beverage。再用这4个子类分别派生4个子类，带有牛奶的综合咖啡，带有摩卡的综合咖啡，带有豆浆的综合咖啡...

分析：缺点时显而易见的，这样做导致“类爆炸”，一共需要3*4=12个子类。

设计方案2：把调料作为咖啡的属性设置在Beverage里，并增加方法HasMilk(),SetMilk()等类似的方法。

分析：缺点这样做无疑时从一个灾难跳进另一个灾难中。我们在开发中应当尽量避免修改已有代码，遵循“开闭原则”。而且当增加新的饮料时，又要修改基类。

另一个灾难是，子类在计算价格时，需要大量的分支结构来判断是否包含某种调料，以计算咖啡的价格，我们总是尽量的避免复杂的分支结构，这使得维护变得非常困难。

还有针对实现编程带来的问题，不能够动态的添加职责。

装饰者模式 Decorator 闪亮登场：

装饰者模式动态的将职责附加到对象上。若要扩展共呢个，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

1. 4个基类继承Beverage

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 综合咖啡
    /// </summary>
    public class HouseBlend:Beverage
    {
        public HouseBlend(float price)
        {
            this.price = price;
            this.description = "综合咖啡";
        }

        public override float Cost()
        {
            return price;
        }
        public override string GetDescription()
        {
            return this.description;
        }
    }
}

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 深焙咖啡
    /// </summary>
    public class DarkRoast:Beverage
    {
        public DarkRoast(float price)
        {
            this.price = price;
            this.description = "深焙咖啡";
        }
        public override string GetDescription()
        {
            return this.description;
        }
        public override float Cost()
        {
            return price;
        }
    }
}

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 浓缩咖啡
    /// </summary>
    public class Espresso:Beverage
    {
        public Espresso(float price)
        {
            this.price = price;
            this.description = "浓缩咖啡";
        }
        public override float Cost()
        {
            return this.price;
        }
        public override string GetDescription()
        {
            return this.description;
        }
    }
}

装饰者继承Beverage，注意这里继承的目的并不是为了获得基类的功能，而是为了类型匹配，达到多态的目的，获得功能由组合来实现。因此每一个装饰者都需要维护一个Beverage引用。

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 摩卡装饰者,为了能够取代Beverage，所以CondimentDecorator继承自Beverage,目的并非获得Beverage
    /// 而是为了类型匹配
    /// </summary>
    public class Mocha : Beverage
    {
        //持有抽象类饮料的引用，达到运行时添加职责的目的
        Beverage beverage;
        //包装Beverage
        public Mocha(Beverage b, float price)
        {
            beverage = b;
            this.price = price;
        }
        public override float Cost()
        {
            return beverage.Cost() + price;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return beverage.GetDescription() + ", 摩卡";
        }
    }
}

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 奶泡装饰者
    /// </summary>
    public class Whip : Beverage
    {
        private Beverage beverage;
        public Whip(Beverage b, float price)
        {
            beverage = b;
            this.price = price;
        }
        public override float Cost()
        {
            return beverage.Cost() + price;
        }
        public override string GetDescription()
        {
            return (beverage.GetDescription() + " ，奶泡");
        }
    }
}

namespace DecoratorPattern
{
    /// <summary>
    /// 豆浆装饰者
    /// </summary>
    public class Soy : Beverage
    {
        private Beverage beverage;
        public Soy(Beverage b, float price)
        {
            this.price = price;
            beverage = b;
        }
        public override float Cost()
        {
            return beverage.Cost() + price;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return( beverage.GetDescription() + ", 豆浆");
        }
    }
}

客户端类：CoffeeShop.cs

using System;

namespace DecoratorPattern
{
    class CoffeeShop
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            //来一杯浓缩咖啡，不要调料
            Beverage beverage = new Espresso(1.99f);
            Console.WriteLine(beverage.GetDescription() + "$" + beverage.Cost());

            //来一杯摩卡奶泡深焙咖啡
            Beverage beverage2 = new DarkRoast(0.99f);
            beverage2 = new Whip(beverage2, 0.1f);       //用奶泡装饰深焙咖啡
            beverage2 = new Mocha(beverage2, 0.2f);      //再用摩卡装饰
            Console.WriteLine(beverage2.GetDescription() + "$" + beverage2.Cost());


            Console.ReadKey();
        }

    }
}

运行结果：

参考资料《Head First 设计模式》