设计模式 - 装饰模式

概述

装饰模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。装饰模式通过创建一个装饰类来包装原始类，从而在保持类方法签名完整的前提下，提供了额外的功能。装饰模式比生成子类更灵活，能够动态地扩展对象的功能。

结构

装饰模式包含以下几个角色：

1. 组件（Component）：定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。
2. 具体组件（ConcreteComponent）：实现组件接口的具体对象。
3. 装饰（Decorator）：实现组件接口，并持有一个组件对象的引用。
4. 具体装饰（ConcreteDecorator）：扩展装饰类，添加额外的功能。

示例代码

假设我们有一个应用程序需要为不同类型的消息添加不同的装饰（如加密和压缩）。
代码地址

组件接口

public interface IMessage
{
    string GetContent();
}

具体组件

public class TextMessage : IMessage
{
    private string _content;

    public TextMessage(string content)
    {
        _content = content;
    }

    public string GetContent()
    {
        return _content;
    }
}

装饰

public abstract class MessageDecorator : IMessage
{
    protected IMessage _message;

    protected MessageDecorator(IMessage message)
    {
        _message = message;
    }

    public abstract string GetContent();
}

具体装饰

public class EncryptedMessage : MessageDecorator
{
    public EncryptedMessage(IMessage message) : base(message) { }

    public override string GetContent()
    {
        return Encrypt(_message.GetContent());
    }

    private string Encrypt(string content)
    {
        // 简单的加密逻辑（仅示例）
        return Convert.ToBase64String(Encoding.UTF8.GetBytes(content));
    }
}

public class CompressedMessage : MessageDecorator
{
    public CompressedMessage(IMessage message) : base(message) { }

    public override string GetContent()
    {
        return Compress(_message.GetContent());
    }

    private string Compress(string content)
    {
        // 简单的压缩逻辑（仅示例）
        return $"Compressed({content})";
    }
}

客户端代码

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        IMessage message = new TextMessage("Hello, World!");

        // 添加加密装饰
        IMessage encryptedMessage = new EncryptedMessage(message);
        Console.WriteLine(encryptedMessage.GetContent());

        // 添加压缩装饰
        IMessage compressedMessage = new CompressedMessage(message);
        Console.WriteLine(compressedMessage.GetContent());

        // 添加加密和压缩装饰
        IMessage encryptedAndCompressedMessage = new CompressedMessage(encryptedMessage);
        Console.WriteLine(encryptedAndCompressedMessage.GetContent());
    }
}

应用场景

装饰模式适用于以下场景：

1. 当你希望在不改变类文件或使用继承的情况下，动态地给对象添加功能时。
2. 当你希望可以动态地撤销或添加功能时。
3. 当通过生成子类来扩展功能的方式难以实现或不合适时。

优缺点

优点

• 灵活性高：装饰模式允许你在运行时动态地组合对象，增加或撤销功能。
• 遵循单一职责原则：通过将功能划分到不同的类中，装饰模式使得每个类只关注一个特定的功能。
  缺点
• 增加代码复杂性：使用装饰模式会增加系统中类和对象的数量，导致代码复杂性增加。
• 调试困难：由于功能是通过多个装饰类动态组合的，调试时可能会比较困难。