设计模式——装饰模式(Decorator Pattern)

1. 作用

装饰模式的作用：提供一种向某个对象动态添加状态和行为的方式。对象不知道它已经“被装饰”了，这使得它成为一种对系统设计非常有用的模式。

装饰模式实现的关键点在于：装饰既继承了原始类，也包含装饰的实例。

装饰模式的优点：

　　1. 原始类不知道自己被装饰了。

　　2. 不会一个大的，功能丰富的类会包含所有的功能。

　　3. 装饰之间相互独立。

　　4. 装饰可以混合搭配使用。

2. 设计

UML图：

　　

说明

　　1. Component 和 Decorator 均实现了 IComponent 接口。

　　2. Decorator 含有一个或者多个 IComponent 接口的对象。

　　3. Client 含有一个或者多个 Component 和 Decorator 对象。

3. 实现

装饰模式的关键特性在于它不依赖于继承来实现扩展行为，相对于继承方式更加灵活：

　　1. 实现接口的方法，改变Component的原有行为。

　　2. 添加新的状态和行为

　　3. 通过构造行为传递的对象，访问任何公开的成员。

实现代码：

using System;

namespace DesignPatternConsoleDemo.DecoratorPattern
{
    public interface IComponent
    {
        string Operation();
    }
    public class Component : IComponent
    {
        public string Operation()
        {
            return "I am walking ";
        }
    }
    public class DecoratorA : IComponent
    {
        IComponent component;
        public DecoratorA(IComponent c)
        {
            component = c;
        }
        public string Operation()
        {
            return component.Operation() + "and listening to Classic FM ";
        }
    }
    public class DecoratorB : IComponent
    {
        IComponent component;
        public string addedState = "past the Coffee Shop ";
        public DecoratorB(IComponent c)
        {
            component = c;
        }
        public string Operation()
        {
            return component.Operation() + "to school ";
        }
        public string AddedBehavior()
        {
            return "and I bought a cappuccino ";
        }
    }

    public class Client
    {
        private static void Display(string s, IComponent c)
        {
            Console.WriteLine(s + c.Operation());
        }

        public static void Demo()
        {
            Console.WriteLine("Decorator Pattern");

            IComponent component = new Component();
            Display("1. Basic component: ", component);
            Display("2. A-decorated: ", new DecoratorA(component));
            Display("3. B-decorated: ", new DecoratorB(component));
            Display("4. B-A-decorated: ", new DecoratorB(new DecoratorA(component)));
            DecoratorB b = new DecoratorB(component);

            Display("5. A-B-decorated: ", new DecoratorA(b));
            Console.WriteLine("\t\t\t" + b.addedState + b.AddedBehavior());

        }
    }
}

调用：

namespace DesignPatternConsoleDemo
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            DesignPatternConsoleDemo.DecoratorPattern.Client.Demo();
        }
    }
}

结果：

Decorator Pattern
1. Basic component: I am walking
2. A-decorated: I am walking and listening to Classic FM
3. B-decorated: I am walking to school
4. B-A-decorated: I am walking and listening to Classic FM to school
5. A-B-decorated: I am walking to school and listening to Classic FM
                        past the Coffee Shop and I bought a cappuccino

4. 应用场景

应用情况：

　　1. 装饰模式非常适合图形处理，当然在视频和声音方面也是一样。例如：图形添加不同提示信息或者是不同颜色的边框，视频流被压缩成不同比特率，声音被传入不同的翻译服务。

　　2. 装饰模式出现在I/O API操作时的概率比较高。

　　3. 移动设备，浏览器以及其他手机程序开始更多应用装饰模式。例如：它可以创建适合更小屏幕的显示对象，包含滚动条并且不包含在桌面浏览器中显示的横幅。

　　4. 装饰模式越来越有用，以至于在.NET 3.0中出现了Decorator类。例如：System.Windows.Controls。

适用性：

　　现有：

　　　　1. 一个不能被继承的类A。

　　目标：

　　　　1. 向类A中动态的添加状态或者行为。

　　　　2. 在一个类中改变对象的行为并且不要影响其他的。

　　　　3. 因为产生了大量的类，所以避免使用子类。

　　替换：

　　　　1. 适配器模式：在不同类之间建立接口。

　　　　2. 组合模式：聚合一个对象，但是不实现它的接口。

　　　　3. 代理模式：明确对象的访问权限。

　　　　4. 策略模式：改变原有对象，而不是包装它。