10. Decorator 装饰(结构型模式)
李建忠
上海祝成科技高级培训讲师
子类复子类,子类何其多
假如我们需要为游戏中开发一种坦克,除了各种不同型号的坦克外,我们还希望在不同场合中为其增加以下一种或多种功能:比如红外线夜视功能(IA),比如水陆两栖功能(IB),比如卫星定位功能(IC)等等。
// 抽象坦克
public abstract class Tank
{
public abstract Shot();
public abstract Run();
}
//各种型号
public class T50: Tank {……}
public class T75: Tank {……}
public class T90: Tank {……}
//各种不同功能的组合
public class T50A: T50, IA {…}
public class T50B: T50, IB {…}
public class T50C: T50, IC {…}
public class T50AB: T50, IA, IB {…}
public class T50BC: T50, IB, IC {…}
public class T50ABC: T50, IA, IB, IC{...}
动机(Motivation)
上述描述的问题根源在于我们“过度地使用了继承来扩展对象的功能”,由于继承为类型引入的静态特质,使得这种扩展方式缺乏灵活性;并且随着子类的增多(扩展功能的增多),各种子类的组合(扩展功能的组合)会导致更多子类的膨胀(多继承)。
如何使“对象功能的扩展”能够根据需要在运行时动态地实现?同时避免“扩展功能的增多”带来的子类膨胀问题?从而使得任何“功能扩展变化”所导致的影响将为最低?
意图(Intent)
动态地给一个对象增加一些额外的职责。就增加功能而言,Decorator模式比生成子类更为灵活。
——《设计模式》GoF
例说Decorator应用Codes in VS.NET
结构(Structure)
Decorator模式的几个要点
通过采用组合、而非继承的手法,Decorator模式实现了在运行时动态地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”。
Component类在Decorator模式中充当抽象接口的角色,不应该去实现具体的行为。而且Decorator类对于Component类应该透明——换言之Component类无需知道Decorator类,Decorator类是从外部来扩展Component类的功能。
Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系,即Decorator类继承了Component类所具有的接口。但在实现上又表现为has-a Component的组合关系,即Decorator类又使用了另外一个Component类。我们可以使用一个或者多个Decorator对象来“装饰”一个Component对象,且装饰后的对象仍然是一个Component对象。
Decorator模式并非解决“多子类衍生的多继承”问题,Decorator模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义。
.NET框架中的Decorator应用
推荐资源
《设计模式:可复用面向对象软件的基础》GoF
《面向对象分析与设计》Grady Booch
《敏捷软件开发:原则、模式与实践》Robert C. Martin
《重构:改善既有代码的设计》 Martin Fowler
《Refactoringto Patterns》JoshuaKerievsky