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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