一、引言

在軟件開發(fā)中，我們經常想要對一類對象添加不同的功能，例如要給手機添加貼膜，手機掛件，手機外殼等，如果此時利用繼承來實現的話，就需要定義無數的類，如StickerPhone（貼膜是手機類）、AccessoriesPhone（掛件手機類）等，這樣就會導致 ”子類爆炸“問題，為了解決這個問題，我們可以使用裝飾者模式來動態(tài)地給一個對象添加額外的職責。下面讓我們看看裝飾者模式。

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二、裝飾者模式的詳細介紹

2.1 定義

裝飾者模式以對客戶透明的方式動態(tài)地給一個對象附加上更多的責任，裝飾者模式相比生成子類可以更靈活地增加功能。

2.2 裝飾者模式實現

這里以手機和手機配件的例子來演示裝飾者模式的實現，具體代碼如下：

/// <summary>
    /// 手機抽象類，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，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)行具體的對象——蘋果手機");
        }
    }
    /// <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("現在蘋果手機有貼膜了");
        }
    }
    /// <summary>
    /// 手機掛件
    /// </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("現在蘋果手機有漂亮的掛件了");
        }
    }

此時客戶端調用代碼如下：

class Customer
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            // 我買了個蘋果手機
            Phone phone = new ApplePhone();
            // 現在想貼膜了
            Decorator applePhoneWithSticker = new Sticker(phone);
            // 擴展貼膜行為
            applePhoneWithSticker.Print();
            Console.WriteLine("----------------------\n");
            // 現在我想有掛件了
            Decorator applePhoneWithAccessories = new Accessories(phone);
            // 擴展手機掛件行為
            applePhoneWithAccessories.Print();
            Console.WriteLine("----------------------\n");
            // 現在我同時有貼膜和手機掛件了
            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，客戶端可以動態(tài)地將手機配件增加到手機上，如果需要添加手機外殼時，此時只需要添加一個繼承Decorator的手機外殼類，從而，裝飾者模式擴展性也非常好。

2.3 裝飾者模式的類圖

實現完了裝飾者模式之后，讓我們看看裝飾者模式實現中類之間的關系，具體見下圖：

在裝飾者模式中各個角色有：

• 抽象構件（Phone）角色：給出一個抽象接口，以規(guī)范準備接受附加責任的對象。

• 具體構件（AppPhone）角色：定義一個將要接收附加責任的類。

• 裝飾（Dicorator）角色：持有一個構件（Component）對象的實例，并定義一個與抽象構件接口一致的接口。

• 具體裝飾（Sticker和Accessories）角色：負責給構件對象 ”貼上“附加的責任。

三、裝飾者模式的優(yōu)缺點

看完裝飾者模式的詳細介紹之后，我們繼續(xù)分析下它的優(yōu)缺點。

優(yōu)點：

1. 裝飾這模式和繼承的目的都是擴展對象的功能，但裝飾者模式比繼承更靈活

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

3. 裝飾者模式有很好地可擴展性

缺點：裝飾者模式會導致設計中出現許多小對象，如果過度使用，會讓程序變的更復雜。并且更多的對象會是的差錯變得困難，特別是這些對象看上去都很像。

四、使用場景

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

1. 需要擴展一個類的功能或給一個類增加附加責任。

2. 需要動態(tài)地給一個對象增加功能，這些功能可以再動態(tài)地撤銷。

3. 需要增加由一些基本功能的排列組合而產生的非常大量的功能

五、.NET中裝飾者模式的實現

在.NET 類庫中也有裝飾者模式的實現，該類就是System.IO.Stream,下面看看Stream類結構：

上圖中，BufferedStream、CryptoStream和GZipStream其實就是兩個具體裝飾類，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態(tài)地為MemoryStream動態(tài)增加功能的。

MemoryStream memoryStream = new MemoryStream(new byte[] {95,96,97,98,99});
            // 擴展緩沖的功能
            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

到這里，裝飾者模式的介紹就結束了，裝飾者模式采用對象組合而非繼承的方式實現了再運行時動態(tài)地擴展對象功能的能力，而且可以根據需要擴展多個功能，避免了單獨使用繼承帶來的 ”靈活性差“和”多子類衍生問題“。同時它很好地符合面向對象設計原則中 ”優(yōu)先使用對象組合而非繼承“和”開放-封閉“原則。

網站標題：C#設計模式(9)——裝飾者模式（DecoratorPattern）
文章來源：http://jinyejixie.com/article46/jpdphg.html

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