设计模式学习笔记--Decorator装饰模式

Decorator装饰模式：主要用于动态地给一个对象添加一些额外的职责。就扩展功能而言，它比生成子类方式更为灵活。
先进入我们的例子:
 程序如下图

                        
定义抽象基类 AbsCar，此处它代表一个抽象的“车”,它既是装饰类的基类，也是被装饰类的基类，其代码如下

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

namespace DecoratorCar
{
    abstract  class AbsCar
    {
 
        public virtual  void AddAccessary()
        {
            Console.WriteLine("本车具备标准配置");
        }
    }
}

定义Decorator类，此类继承自AbsCar类，同时又是具体装饰类的基类，此处它代表“装饰”概念，但还没有进一步实例化为具体的“装饰”内容，代码如下:

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

namespace DecoratorCar
{
    class Decorator:AbsCar  //继承接口(IS A AbsCar)
    {
        private AbsCar _car;  //也合成AbsCar （HAS A AbsCar）

        public Decorator(AbsCar car)
        {
            this._car = car;
        }
        public override void  AddAccessary()
        {
            _car.AddAccessary();
        }
     }
}

定义具体的装饰类DecoratorCruiseCtrl，DecoratorGPSCtrl两个类，它们继承自Decorator类，代表具体的“装饰”内容，此处就是Cruise巡航功能和GPS全球定位功能，它们的代码如下:

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

namespace DecoratorCar
{
    class DecoratorCruiseCtrl:Decorator 
    {
        
        private string _cruise;
        public string Cruise
        {
            get { return _cruise; }
            set { _cruise = value; }

        }
        public DecoratorCruiseCtrl(AbsCar car)
            : base(car)
        {  }

        public override void AddAccessary()
        {
             //功能扩展
            this.Cruise = "添加Cruise控制系统";
            Console.WriteLine(this.Cruise);
            base.AddAccessary();
        }
    }
}

 

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

namespace DecoratorCar
{
    class DecoratorGPSCtrl:Decorator
    {
        private string _gps;
        public string GPS
        {
            get { return _gps; }
            set { _gps = value; }

        }
        public DecoratorGPSCtrl(AbsCar car)
            : base(car)
        {   }
        
        public override void AddAccessary()
        {
            //功能扩展
            this.GPS = "添加GPS控制系统";
            Console.WriteLine(this.GPS);
            base.AddAccessary();
        }
    }
}

定义具体的被装饰对象"丰田车":ToyotaCar，当然你还可以定义其它的被装饰对象如宝马车,奔驰车.........代码如下:

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

namespace DecoratorCar
{
    class ToyotaCar:AbsCar 
    {
        public ToyotaCar()
        {

        }
        public override void AddAccessary()
        {
            Console.WriteLine("----------------------------");
            Console.WriteLine("以上是给丰田车添加的其它功能");
            base.AddAccessary();
        }
    }
}

应用程序代码:

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

namespace DecoratorCar
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            ToyotaCar tcar = new ToyotaCar();
            DecoratorCruiseCtrl dr = new DecoratorCruiseCtrl(tcar);
            DecoratorGPSCtrl dc = new DecoratorGPSCtrl(dr);
            dc.AddAccessary();       

            Console.ReadLine();

        }
    }
}

示例说明:
    由上面的程式可以了解，未來要添加一个新的功能，例如：想加一个天窗SunRoof，只要寫一個和DecoratorCruiseCtrl以及DecoratorGPSCtrl功能一樣的class繼承Decorator。这个個模式最有趣的是，Decorator既繼承了AbsCar，也合成AbsCar， 也就是说 Decorator 是装饰者模式里非常特殊的一个类，它既继承于 AbsCar【IS A关系】，又维护一个指向 AbsCar实例的引用【HAS A关系】，换个角度来说，Decorator 跟 AbsCar之间，既有动态组合关系，又有静态继承关系。
1、为什么要这样设计？我们知道，组合的好处是可以在运行时给对象增加职责，Decorator【HAS A】AbsCar的目的，是让 Decorator可以在运行时动态地给 AbsCar增加职责，这一点相对来说还比较好理解；
2、Decorator继承于 AbsCar的目的是什么？目的只有一个，那就是统一「装饰者」(DecoratorCruiseCtrl，DecoratorGPSCtrl或者其它任何想加的具体Decorator)和「被装饰者」(丰田车或者其它任何品牌的车)的接口。换个角度来说，不管是什么被装饰者(丰田车)还是「装饰者」(DecoratorCruiseCtrl，DecoratorGPSCtrl)，它们都继承自最顶层的 AbsCar 基类，用户代码可以把它们统一看作 AbsCar来处理，这样带来的更深一层好处就是，「装饰者」对象(DecoratorCruiseCtrl，DecoratorGPSCtrl)，对「被装饰者」对象(丰田车)的功能职责扩展，对用户代码来说是完全透明的，因为用户代码引用的都是 AbsCar,所以就不会因为「被装饰者」(丰田车)对象在被装饰后，引用它的用户代码发生错误，实际上不会有任何影响，因为装饰前后，用户代码引用的都是 AbsCar 类型的对象。
  因此「装饰模式」通过继承，实现统一了「装饰者」和「被装饰者」的接口，通过组合获得了在运行时动态扩展「被装饰者」对象的能力。
程序运行效果:

总结:
Decorator Pattern 适用的情景：
你拥有一个已存在的组件类，却无法继承它 (subclassing)。
能够动态地为对象添加职责 (添加状态和行为)。
改变类中的成员和行为，但不影响其他对象。
希望能便于职责的撤消。
不想用「继承」来扩展行为。其中一种原因是避免当一些功能要交叉搭配引用时，单独用「继承」来设计会产生太多的子类、太复杂的类图结构，另一种考量可能是因为类的定义被隐藏，或类的定义不能用于生成子类。

Decorator Pattern 的优点：
可避免单独使用「继承」时，在扩展时不够弹性，且可能衍生过多的子类。
扩展时不需要修改既有的代码。
可在执行时期，动态地添加新行为 (职责)。

Decorator Pattern 的缺点：
可能会在程序中出现许多的小型类，亦即需要编写很多 ConcreteDecorator 类 (具体装饰者)。
若过度使用 Decorator 模式，会让程序逻辑变得很复杂。
别人较不易理解设计方式及代码，排查故障、追踪和调试也比较困难。

Decorator Pattern 的其他特性：
每个要装饰的功能，都放在单独的类中。
我们可以用无数个装饰者，去包装一个组件。
「装饰者」可以在「被装饰者」前面或后面，添加自己的行为，甚至将「被装饰者」的行为整个取代掉，以达到特定的目的。
「被装饰者」并不需要知道它已经被「装饰」过了，亦即 Component 类 (对象) 并不需要知道 Decorator 类 (对象) 的存在，且 Decorator 也仅仅认识 Component。

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