C#设计模式学习笔记：(8)装饰模式

本笔记摘抄自：https://www.cnblogs.com/PatrickLiu/p/7723225.html，记录一下学习过程以备后续查用。

一、引言

今天我们要讲结构型设计模式的第三个模式--装饰模式。当第一次看到这个名称时想到的是另外一个词语“装修”，个人观点谈谈对“装修”的理解吧，请大家看清楚现在说是“装修”而不是“装饰”。当我们长大了就要准备结婚（男大当婚女大当嫁嘛），而结婚往往涉及到要买房的事。如果买的是毛坯房，假如想要房子的内饰是大理石风格的，我们只需在毛坯房的基础之上用大理石风格的材料装修就可以（不需要重新盖房）。房子装修好了住了进来很开心，过了段时间，发现房子在冬季比较冷，于是就想给房子增加保暖的功能，此时我们只需在房子里面增加采暖系统（南方人使用变频空调）。又过了一段时间，总是有陌生人光顾，于是想给房子增加安防设备，此时我们可以在门口及室内加装监控摄像头（或者加红外、门磁等布控）及安装防盗网。随着时间的流逝，我们可能会根据我们的需求增加相应的功能，而在此期间，我们的房子都是可以正常使用的，从这一方面来讲，“装修”和“装饰”有类似的概念。下面让我们看看装饰模式具体是什么吧？

二、装饰模式介绍

装饰模式：英文名称--Decorator Pattern；分类--结构型。

2.1、动机（Motivate）

在房子装修的过程中，各种功能可以相互组合，来增加房子的功用。类似的，如果我们在软件系统中，要给某个类型或者对象增加功能，如果使用“继承”的方案来写代码，就会出现子类暴涨的情况。比如：IMarbleStyle是大理石风格的接口定义、IKeepWarm是保暖的接口定义、IHouseSecurity是房子安全的接口定义，就三个接口来说，House是我们房子，房子要什么功能就实现什么接口。如果房子要的是复合功能，接口的不同组合就会有不同的结果，但是会导致子类膨胀严重，随着功能的不断增加，会导致子类指数增长。这个问题的根源在于我们“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静态特质（所谓静态特质，就是如果想要某种功能，我们必须在编译时就要定义这个类，这也是强类型语言的特点。静态，就是指在编译的时候要确定的东西；动态，是指运行时确定的东西），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）及子类的组合（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”能够根据需要来动态（即运行时）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”所导致的影响降为最低？

2.2、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

2.3、结构图（Structure）

C#设计模式学习笔记：(8)装饰模式

2.4、模式的组成

在装饰模式中的各个角色有：

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

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

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

2.5 、装饰模式的具体实现

继续拿房子的例子来说吧：

    class Program
    {
        /// <summary>
        /// 该抽象类就是房子抽象接口的定义，该类型就相当于是Component类型，需要装饰的。
        /// </summary>
        public abstract class House
        {
            //房子的装修方法--该操作相当于Component类型的Operation方法。
            public abstract void Renovation();
        }

        /// <summary>
        /// 该抽象类就是装饰接口的定义，该类型就相当于是Decorator类型，如果需要具体的功能，可以子类化该类型。
        /// </summary>
        public abstract class DecorationStrategy : House //关键点之二，体现关系为Is-A，有这个关系，装饰的类也可以继续装饰了。
        {
            //通过组合方式引用Decorator类型，该类型实施具体功能的增加。
            //这是关键点之一，包含关系，体现为Has-A。
            protected House _house;

            //通过构造器注入，初始化平台实现。
            protected DecorationStrategy(House house)
            {
                _house = house;
            }

            //该方法就相当于Decorator类型的Operation方法。
            public override void Renovation()
            {
                if (_house != null)
                {
                    _house.Renovation();
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 我的房子，相当于ConcreteComponent类型。
        /// </summary>
        public sealed class MyHouse : House
        {
            public override void Renovation()
            {
                Console.WriteLine("装修我的房子，比如大理石风格。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 增加保暖功能，相当于ConcreteDecoratorA类型。
        /// </summary>
        public sealed class KeepWarmDecorator : DecorationStrategy
        {
            public KeepWarmDecorator(House house) : base(house) { }

            public override void Renovation()
            {
                //base.Renovation();
                Console.WriteLine("增加保暖功能。");
            }
        }

        /// <summary>
        /// 增加安防设备，相当于ConcreteDecoratorB类型。
        /// </summary>
        public sealed class SecurityDecorator : DecorationStrategy
        {
            public SecurityDecorator(House house) : base(house) { }

            public override void Renovation()
            {
                //base.Renovation();
                Console.WriteLine("增加安防设备。");
            }
        }

        static void Main(string[] args)
        {
            #region 装饰模式
            //需要装饰的房子
            House myHouse = new MyHouse();
            myHouse.Renovation();

            //增加保暖功能
            DecorationStrategy warmHouse = new KeepWarmDecorator(myHouse);
            warmHouse.Renovation();

            //如果房子既要保暖又要安防，继续装饰就行。
            DecorationStrategy warmAndSecurityHouse = new SecurityDecorator(warmHouse);
            warmAndSecurityHouse.Renovation();

            Console.Read();
            #endregion
        }
    }

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