C#设计模式之装饰模式(Decorator Pattern)

装饰模式解释： 

       装饰模式是在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。

特点:

1. 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就能以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。

2. 装饰对象包含一个真实对象的引用（reference）

3. 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。

4. 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时，不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中，通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。

使用时机:

1. 需要扩展一个类的功能，或给一个类添加附加职责。

2. 需要动态的给一个对象添加功能，这些功能可以再动态的撤销。

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，从而使继承关系变的不现实。

4. 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

在装饰模式中的各个角色有:

1. 抽象构件（Component）角色：给出一个抽象接口，以规范准备接收附加责任的对象。

2. 具体构件（Concrete Component）角色：定义一个将要接收附加责任的类。

3. 装饰（Decorator）角色：持有一个构件（Component）对象的实例，并实现一个与抽象构件接口一致的接口。

4. 具体装饰（Concrete Decorator）角色：负责给构件对象添加上附加的责任。

UML图:

代码实现:

Component抽象类:

abstract class Component
{
    public abstract void Operation();
}

ConcreteComponent类:

class ConcreteComponent : Component
{
    public override void Operation()
    {
        Console.WriteLine("具体对象的操作");
    }
}

Decorator抽象类:

abstract class Decorator : Component
{
    protected Component component;

    public void SetComponent(Component component)
    {
        this.component = component;
    }

    public override void Operation()
    {
        if (component != null)
        {
            component.Operation(); //实际执行的是原Component的Operation().
        }
    }
}

ConcreteComponentA 和 ConcreteComponentB类:

class ConcreteDecoratorA : Decorator
{
    private string addedState; //本类才有的属性

    public override void Operation()
    {
        base.Operation();  //先执行原Component的Operation(),再执行本类的功能.如 addedState,相当于对原类进行了装饰
        addedState = "New State";
        Console.WriteLine("具体装饰对象A的操作");
    }
}

class ConcreteDecoratorB : Decorator
{
    public override void Operation()
    {
        base.Operation(); //先执行原Component的Operation(),再执行本类的功能.如 AddedBehavior(),相当于对原类进行了装饰
        AddedBehavior();  //本类才有的方法
        Console.WriteLine("具体装饰对象B的操作");
    }

    private void AddedBehavior()
    {
	Console.WriteLine("新增加的行为");
    }
}

Client端调用:

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ConcreteComponent c = new ConcreteComponent();
        ConcreteDecoratorA d1 = new ConcreteDecoratorA();
        ConcreteDecoratorB d2 = new ConcreteDecoratorB();
        //装饰的方法是:先用ConcreteComponent实例化对象c,
        //然后用ConcreteComponentA的对象d1来包装c,
        //然后用ConcreteComponentB的对象d2来包装d1,
        //最后执行d2的Operation().
        d1.SetComponent(c);
        d2.SetComponent(d1);

        d2.Operation();
        Console.Read();
    }
}

模式简化:

1. 如果只有一个Concrete Component类而没有抽象的Component接口时，可以让Decorator继承Concrete Component。

2. 如果只有一个Concrete Decorator类时，可以将Decorator和Concrete Decorator合并。