iOS 设计模式之十（装饰模式）

一、概念

1、装饰模式的动机

现在买完房子，自己都会花钱进行装修。对新房进行装修并没有改变房屋用于居住的本质，但它可以让房子变得更漂亮、更温馨、更实用、更能满足居家的需求。在软件设计中，我们也有一种类似新房装修的技术可以对已有对象（新房）的功能进行扩展（装修），以获得更加符合用户需求的对象，使得对象具有更加强大的功能，这种技术对应于一种被称之为装饰模式的设计模式。

2、装饰模式的定义

装饰模式(Decorator Pattern)：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活。装饰模式是一种对象结构型模式。

在装饰模式中引入了装饰类，在装饰类中既可以调用待装饰的原有类的方法，还可以增加新的方法，以扩充原有类的功能。

3、装饰模式的4个角色

1）Component（抽象构件）：它是具体构件和抽象装饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法，它的引入可以使客户端以一致的方式处理未被装饰的对象以及装饰之后的对象，实现客户端的透明操作。

2）ConcreteComponent（具体构件）：它是抽象构件类的子类，用于定义具体的构件对象，实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的职责（方法）。

3）Decorator（抽象装饰类）：它也是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但是具体职责在其子类中实现。它维护一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法，并通过其子类扩展该方法，以达到装饰的目的。

4）ConcreteDecorator（具体装饰类）：它是抽象装饰类的子类，负责向构件添加新的职责。每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，它可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法用以扩充对象的行为。

由于具体构件类和装饰类都实现了相同的抽象构件接口，因此装饰模式以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任，换言之，客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。

4、结构图

装饰模式

二、示例

装饰模式的核心在于抽象装饰类的设计。

1）先创建一个House类，有个decorateHouse()方法，表示Component抽象构件；

2）再创建两个类ShenZhenHouse和BeiJingHouse，都继承自House类，表示ConcreteComponent具体构件；

3）再创建一个Decorator类，继承自House类，有个初始化方法，有个house实例关联，是抽象装饰类；

4）最后创建两个类LivingRoomDecorator和WashRoomDecorator，继承自Decorator类，表示ConcreteDecorator具体装饰类。

House类：

@interface House : NSObject
- (void)decorateHouse;
@end

@implementation House
- (void)decorateHouse {}
@end

ShenZhenHouse和BeiJingHouse类：

// ShenZhenHouse
@interface ShenZhenHouse : House

@end
@implementation ShenZhenHouse
- (void)decorateHouse {
    NSLog(@"装修深圳的房子");
}
@end

// BeiJingHouse
@interface BeiJingHouse : House

@end
@implementation BeiJingHouse
- (void)decorateHouse {
    NSLog(@"装修北京的房子");
}
@end

Decorator类：

@interface Decorator : House
- (instancetype)initWithHouse:(House *)house;  //注入一个抽象构件类型的对象
@end

@interface Decorator ()
@property(nonatomic, strong) House *house; //维持一个对抽象构件对象的引用
@end
@implementation Decorator
- (instancetype)initWithHouse:(House *)house {
    self = [super init];
    if (self) {
        _house = house;
    }
    return self;
}
- (void)decorateHouse { //调用原有业务方法
    if (self.house) {
        [self.house decorateHouse];
    }
}
@end

LivingRoomDecorator和WashRoomDecorator类：

// LivingRoomDecorator
@interface LivingRoomDecorator : Decorator

@end
@implementation LivingRoomDecorator
- (void)decorateHouse {
    [super decorateHouse]; //调用原有业务方法
    NSLog(@"增加对客厅的装修"); //调用新增业务方法
}
@end

// WashRoomDecorator
@interface WashRoomDecorator : Decorator

@end
@implementation WashRoomDecorator
- (void)decorateHouse {
    [super decorateHouse];
    NSLog(@"增加对卫生间的装修");
}
@end

运行代码：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    
    ShenZhenHouse *shenZhen = [ShenZhenHouse new];
    // 装饰对象指定原始对象，后面就是用装饰对象。这样既有原始对象的功能，也有装饰对象的功能
    LivingRoomDecorator *szLivingRoom = [[LivingRoomDecorator alloc] initWithHouse:shenZhen];
    // 将装饰了一次之后的对象继续注入到另一个装饰类中，进行第二次装饰
    WashRoomDecorator *szWashRoom = [[WashRoomDecorator alloc] initWithHouse:szLivingRoom];
    [szWashRoom decorateHouse];
    NSLog(@"-------------------------");
    
    BeiJingHouse *beiJing = [BeiJingHouse new];
    WashRoomDecorator *bjWashRoom = [[WashRoomDecorator alloc] initWithHouse:beiJing];
    [bjWashRoom decorateHouse];
}

打印结果：

装修深圳的房子
增加对客厅的装修
增加对卫生间的装修
-------------------------
装修北京的房子
增加对卫生间的装修

三、总结

装饰模式降低了系统的耦合度，可以动态增加或删除对象的职责，并使得需要装饰的具体构件类和具体装饰类可以独立变化，以便增加新的具体构件类和具体装饰类。

1、优点

1、对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活性，不会导致类的个数急剧增加。

2、可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同的具体装饰类，从而实现不同的行为。

3、可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合，得到功能更为强大的对象。

4、具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有类库代码无须改变，符合“开闭原则”。

2、缺点

1、使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源，在一定程序上影响程序的性能。

2、装饰模式提供了一种比继承更加灵活机动的解决方案，但同时也意味着比继承更加易于出错，排错也很困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为繁琐。

3、适用场景

1、在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。

2、当不能采用继承的方式对系统进行扩展或者采用继承不利于系统扩展和维护时可以使用装饰模式。不能采用继承的情况主要有两类：第一类是系统中存在大量独立的扩展，为支持每一种扩展或者扩展之间的组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长；第二类是因为类已定义为不能被继承（如Java语言中的final类）。

4、iOS应用举例

在iOS中，Category与装饰模式类似，Category是OC语言的功能，通过它可以向类添加行为（方法的接口和实现），而不必进行子类化。然而这不是装饰模式的严格实现，Category添加的行为是编译时绑定的，而且Category并没有封装被扩展类的实例，但是Category的方式更为简单和轻量。

Demo地址：iOS-Design-Patterns