一、引言

在軟件開發(fā)中，我們經(jīng)常想要對(duì)一類對(duì)象添加不同的功能，例如要給手機(jī)添加貼膜，手機(jī)掛件，手機(jī)外殼等，如果此時(shí)利用繼承來實(shí)現(xiàn)的話，就需要定義無數(shù)的類，如StickerPhone（貼膜是手機(jī)類）、AccessoriesPhone（掛件手機(jī)類）等，這樣就會(huì)導(dǎo)致 ”子類爆炸“問題，為了解決這個(gè)問題，我們可以使用裝飾者模式來動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象添加額外的職責(zé)。下面讓我們看看裝飾者模式。

二、裝飾者模式的詳細(xì)介紹

2.1 定義

裝飾者模式以對(duì)客戶透明的方式動(dòng)態(tài)地給一個(gè)對(duì)象附加上更多的責(zé)任，裝飾者模式相比生成子類可以更靈活地增加功能。

2.2 裝飾者模式實(shí)現(xiàn)

這里以手機(jī)和手機(jī)配件的例子來演示裝飾者模式的實(shí)現(xiàn)，具體代碼如下：

/// <summary>/// 手機(jī)抽象類，即裝飾者模式中的抽象組件類/// </summary>public abstract class Phone{public abstract void Print();}/// <summary>/// 蘋果手機(jī)，即裝飾著模式中的具體組件類/// </summary>public class ApplePhone:Phone{/// <summary>/// 重寫基類方法/// </summary>public override void Print(){Console.WriteLine("開始執(zhí)行具體的對(duì)象——蘋果手機(jī)");}}/// <summary>/// 裝飾抽象類,要讓裝飾完全取代抽象組件，所以必須繼承自Photo/// </summary>public abstract class Decorator:Phone{private Phone phone;public Decorator(Phone p){this.phone = p;}public override void Print(){if (phone != null){phone.Print();}}}/// <summary>/// 貼膜，即具體裝飾者/// </summary>public class Sticker : Decorator{public Sticker(Phone p): base(p){ }public override void Print(){base.Print();// 添加新的行為 AddSticker(); }/// <summary>/// 新的行為方法/// </summary>public void AddSticker(){Console.WriteLine("現(xiàn)在蘋果手機(jī)有貼膜了");}}/// <summary>/// 手機(jī)掛件/// </summary>public class Accessories : Decorator{public Accessories(Phone p): base(p){}public override void Print(){base.Print();// 添加新的行為 AddAccessories(); }/// <summary>/// 新的行為方法/// </summary>public void AddAccessories(){Console.WriteLine("現(xiàn)在蘋果手機(jī)有漂亮的掛件了");}}

此時(shí)客戶端調(diào)用代碼如下：

class Customer{static void Main(string[] args){// 我買了個(gè)蘋果手機(jī)Phone phone = new ApplePhone();// 現(xiàn)在想貼膜了Decorator applePhoneWithSticker = new Sticker(phone);// 擴(kuò)展貼膜行為 applePhoneWithSticker.Print();Console.WriteLine("----------------------\n");// 現(xiàn)在我想有掛件了Decorator applePhoneWithAccessories = new Accessories(phone);// 擴(kuò)展手機(jī)掛件行為 applePhoneWithAccessories.Print();Console.WriteLine("----------------------\n");// 現(xiàn)在我同時(shí)有貼膜和手機(jī)掛件了Sticker sticker = new Sticker(phone);Accessories applePhoneWithAccessoriesAndSticker = new Accessories(sticker);applePhoneWithAccessoriesAndSticker.Print();Console.ReadLine();}

從上面的客戶端代碼可以看出，客戶端可以動(dòng)態(tài)地將手機(jī)配件增加到手機(jī)上，如果需要添加手機(jī)外殼時(shí)，此時(shí)只需要添加一個(gè)繼承Decorator的手機(jī)外殼類，從而，裝飾者模式擴(kuò)展性也非常好。

2.3 裝飾者模式的類圖

實(shí)現(xiàn)完了裝飾者模式之后，讓我們看看裝飾者模式實(shí)現(xiàn)中類之間的關(guān)系，具體見下圖：

在裝飾者模式中各個(gè)角色有：

• 抽象構(gòu)件（Phone）角色：給出一個(gè)抽象接口，以規(guī)范準(zhǔn)備接受附加責(zé)任的對(duì)象。
• 具體構(gòu)件（AppPhone）角色：定義一個(gè)將要接收附加責(zé)任的類。
• 裝飾（Dicorator）角色：持有一個(gè)構(gòu)件（Component）對(duì)象的實(shí)例，并定義一個(gè)與抽象構(gòu)件接口一致的接口。
• 具體裝飾（Sticker和Accessories）角色：負(fù)責(zé)給構(gòu)件對(duì)象 ”貼上“附加的責(zé)任。

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三、裝飾者模式的優(yōu)缺點(diǎn)

看完裝飾者模式的詳細(xì)介紹之后，我們繼續(xù)分析下它的優(yōu)缺點(diǎn)。

優(yōu)點(diǎn)：

裝飾這模式和繼承的目的都是擴(kuò)展對(duì)象的功能，但裝飾者模式比繼承更靈活

通過使用不同的具體裝飾類以及這些類的排列組合，設(shè)計(jì)師可以創(chuàng)造出很多不同行為的組合

裝飾者模式有很好地可擴(kuò)展性

缺點(diǎn)：裝飾者模式會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)中出現(xiàn)許多小對(duì)象，如果過度使用，會(huì)讓程序變的更復(fù)雜。并且更多的對(duì)象會(huì)是的差錯(cuò)變得困難，特別是這些對(duì)象看上去都很像。

四、使用場(chǎng)景

下面讓我們看看裝飾者模式具體在哪些情況下使用，在以下情況下應(yīng)當(dāng)使用裝飾者模式：

需要擴(kuò)展一個(gè)類的功能或給一個(gè)類增加附加責(zé)任。

需要?jiǎng)討B(tài)地給一個(gè)對(duì)象增加功能，這些功能可以再動(dòng)態(tài)地撤銷。

需要增加由一些基本功能的排列組合而產(chǎn)生的非常大量的功能

五、.NET中裝飾者模式的實(shí)現(xiàn)

在.NET 類庫(kù)中也有裝飾者模式的實(shí)現(xiàn)，該類就是System.IO.Stream,下面看看Stream類結(jié)構(gòu)：

上圖中，BufferedStream、CryptoStream和GZipStream其實(shí)就是兩個(gè)具體裝飾類，這里的裝飾者模式省略了抽象裝飾角色（Decorator）。下面演示下客戶端如何動(dòng)態(tài)地為MemoryStream動(dòng)態(tài)增加功能的。

MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(new byte[] {95,96,97,98,99});// 擴(kuò)展緩沖的功能BufferedStream buffStream = new BufferedStream(memoryStream);// 添加加密的功能CryptoStream cryptoStream = new CryptoStream(memoryStream,new AesManaged().CreateEncryptor(),CryptoStreamMode.Write);// 添加壓縮功能GZipStream gzipStream = new GZipStream(memoryStream, CompressionMode.Compress, true);

六、總結(jié)

到這里，裝飾者模式的介紹就結(jié)束了，裝飾者模式采用對(duì)象組合而非繼承的方式實(shí)現(xiàn)了再運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地?cái)U(kuò)展對(duì)象功能的能力，而且可以根據(jù)需要擴(kuò)展多個(gè)功能，避免了單獨(dú)使用繼承帶來的 ”靈活性差“和”多子類衍生問題“。同時(shí)它很好地符合面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)原則中 ”優(yōu)先使用對(duì)象組合而非繼承“和”開放-封閉“原則。

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本專題所有源碼：設(shè)計(jì)模式之裝飾者模式

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的C#设计模式(9)——装饰者模式（Decorator Pattern）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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