装饰器模式

介绍:

      在软件系统中,我们有时候需要对对象的功能进行扩展,继承虽然能够解决此类问题,但是由于继承本身的一些缺点使得扩展不能动态的进行,并且面对功能扩展间的组合,使用继承会使得子类急剧膨胀。装饰模式正是用来解决这类问题的,对对象功能进行任意的扩展而不用担心类继承所带来的膨胀。

现实中的例子:

     “疯狂坦克”,我想大家都玩过吧,每一关中都会随机爆出一些可吃的东西,譬如防护罩:坦克吃了,增强抗打能力;譬如子弹:坦克吃了,发射子弹的速度快了;譬如石墙:坦克吃了可以打碎石墙……

解决方案:

      如果叫我实现这些功能(防护罩:坦克吃了,增强抗打能力;譬如子弹:坦克吃了,发射子弹的速度快了;譬如石墙:坦克吃了可以打碎石墙),我该如何实现呢?

     方案一:

    

     思路:很显然,不管坦克吃了什么东西变成什么东西,它最终还是一个坦克。只不过根据所吃东西的不同发射子弹后产生的效果不同而已。那么继承无疑是很好的选择。

    类图:

   

    代码片段

   

 public abstract class Itank
{
public int HP;
public string Name;
public Itank(string name)
{
this.Name = name;
}
public abstract void Shot(Itank destination);
public virtual void BeAttacked(int hp)
{
this.HP -= hp;
Console.WriteLine(string.Format("{0} is Attacked;Hp is {1}",Name, HP));
}
}
public class CommonTank:Itank
{
public CommonTank(string name):base(name)
{
this.HP = 100;
}
public override void BeAttacked(int hp)
{
base.BeAttacked(hp);

}
public override void Shot(Itank destination)
{
Console.WriteLine(string.Format("{0} shot {1}", Name, destination.Name));
destination.BeAttacked(20);
}
}
public class SpecialTank:Itank
{
public SpecialTank(string name):base(name)
{
this.HP = 150;
}
public override void BeAttacked(int hp)
{
base.BeAttacked(hp);
}
public override void Shot(Itank destination)
{
Console.WriteLine(string.Format("{0} shot {1}", Name, destination.Name));
destination.BeAttacked(50);
}
}
public class CommonlHoodTank:Itank
{
public CommonlHoodTank(string name)
: base(name)
{
this.HP = 300;
}
public override void BeAttacked(int hp)
{
base.BeAttacked(hp);
}
public override void Shot(Itank destination)
{
Console.WriteLine(string.Format("{0} shot {1}", Name, destination.Name));
destination.BeAttacked(20);
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
CommonTank commonTank1 = new CommonTank("CommonTank1");
CommonTank commomTank2 = new CommonTank("CommonTank2");
commonTank1.Shot(commomTank2);
Console.WriteLine("#####################################");
SpecialTank specialTank1 = new SpecialTank("SpecialTank1");
commonTank1.Shot(specialTank1);
Console.WriteLine("#####################################");
CommonlHoodTank commonlHoodTank1 = new CommonlHoodTank("CommonlHoodTank1");
commonTank1.Shot(commonlHoodTank1);
}
}


   分析:如上代码,类CommonTank:普通坦克,SpecialTank:重型坦克。普通坦克吃了防护罩就需要生成新类:CommonlHoodTank。

  普通坦克吃了子弹就需要生成新类:CommonBulletTank。普通坦克既吃了防护罩又吃了子弹就需要生成新类:CommonHoodBulletTank......

  显然随着吃的东西的不同就需要生成不同的坦克子类。

  你可以认为吃了不同的东西后变成了新的坦克(用新类表示新坦克)以此来表示新的能力,但是子类复子类,子类何其多!!!不只是如此,坦克的新功能是随着吃的东西的不同而动态获得的,所以无需像继承一样在编译时就知道其能力。基于此,设计第二套方案。

 方案二:

     思路:坦克吃了东西后,其能力加强了,但是本质还是该坦克而不是新坦克。

     类图

    

   代码片段

   public abstract class Itank
    {
        public int HP;
        public  string Name;
        public Itank(string name)
        {
            this.Name = name;
        }
        public abstract void Shot(Itank destination);
        public virtual void BeAttacked(int hp)
        {
            this.HP -= hp;
            Console.WriteLine(string.Format("{0} is Attacked;Hp is {1}",Name, HP));
        }
    }
  public abstract class TankDecorator:Itank
    {
        protected Itank _itank;
        public TankDecorator(Itank itank,string name):base(name)
        {
            this._itank = itank;
        }
        public override void BeAttacked(int hp)
        {
            base.BeAttacked(hp);
        }
    }
  public BulletDecorator(Itank tank, string name)
            : base(tank, name)
        {

        }
        public override void BeAttacked(int hp)
        {
            _itank.BeAttacked(hp);
        }
        public override void Shot(Itank destination)
        {
            Console.WriteLine(string.Format("{0} shot {1}", Name, destination.Name));
            destination.BeAttacked(120);
        }
 public class HoodDecorator:TankDecorator
    {
        public HoodDecorator(Itank tank, string name)
            : base(tank, name)
        {
            tank.HP += 200;
        }
        public override void BeAttacked(int hp)
        {
            _itank.BeAttacked(hp);
        }
        public override void Shot(Itank destination)
        {
            Console.WriteLine(string.Format("{0} shot {1}", Name, destination.Name));
            destination.BeAttacked(20);
        } 
    }
class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            CommonTank commonTank1 = new CommonTank("CommonTank1");
            CommonTank commomTank2 = new CommonTank("CommonTank2");
            commonTank1.Shot(commomTank2);
            
            Console.WriteLine("#####################################");
            HoodDecorator commonlHoodTank1 = new HoodDecorator(commonTank1, "CommonlHoodTank1");
            commonTank1.Shot(commonlHoodTank1);
        }
  }

 如上代码所示:不仅解决了子类多得问题,也解决了动态添加功能的问题。这就是装饰者模式之精髓。

适用性

  在以下情况下应当使用装饰模式:

  1.需要扩展一个类的功能,或给一个类增加附加责任。

  2.需要动态地给一个对象增加功能,这些功能可以再动态地撤销。

  3.需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变得不现实。

总结

      Decorator模式采用对象组合而非继承的手法,实现了在运行时动态的扩展对象功能的能力,而且可以根据需要扩展多个功能,避免了单独使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。同时它很好地符合面向对象设计原则中“优先使用对象组合而非继承”和“开放-封闭”原则。

原文地址:https://www.cnblogs.com/smallstone/p/2209584.html