十二.结构型设计模式——Decorator Patten(装饰模式)

• 定义

　　动态地给一个对象增加其他职责(Responsibility)，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更加灵活。

　　UML类图如下：

　　

　　其中类和对象的关系为：

　　1. Component(部件)：定义对象的接口，可以给这些对象动态增加职责(方法)。

　　2. ConcreteComponent(具体部件)：定义具体的对象，Decorator可以给它增加额外的职责(方法)。

　　3. Decorator(装饰抽象类)：维护一个内有的Component，并且定义一个与Component接口一致的接口。

　　4. ConcreteDecorator(具体装饰对象)：具体的装饰对象，给内在的具体部件对象增加具体的职责(方法)。

　　典型应用的顺序图如下：

　　

　　客户调用具体装饰类的AddOperation方法，而具体装饰类又调用自身具体部件(ConcreteComponent)类的Operation方法。

• 实例1——图书馆中的项目

　　采用装饰模式为图书馆中的项目(书或影像盘)增加“可借”功能性。

　　UML类图如下：

　　

代码

    //定义抽象类LibraryItem
    abstract class LibraryItem
    {
private int numCopies;
public int NumCopies
        {
get { return numCopies; }
set { numCopies = value; }
        }
public abstract void Display();
    }
//定义具体的部件类Book
    class Book : LibraryItem
    {
private string author;
private string title;
public Book(string author, string title, int numCopies)
        {
this.author = author;
this.title = title;
this.NumCopies = numCopies;
        }
public override void Display()
        {
            Console.WriteLine("\n书 --------------");
            Console.WriteLine(" 作者：{0}",author);
            Console.WriteLine(" 书名：{0}", title); ;
            Console.WriteLine(" #数量：{0}", NumCopies);
        }
    }
//定义具体的部件类Video
    class Video : LibraryItem
    {
private string director;
private string title;
private int playTime;
public Video(string director, string title, int numCopies, int playTime)
        {
this.director = director;
this.title = title;
this.playTime = playTime;
this.NumCopies = numCopies;
        }
public override void Display()
        {
            Console.WriteLine("\n影像 --------------");
            Console.WriteLine(" 导演：{0}", director);
            Console.WriteLine(" 片名：{0}", title); ;
            Console.WriteLine(" #数量：{0}", NumCopies);
            Console.WriteLine(" 播放时间：{0}", playTime);
        }
    }

//定义抽象装饰类
    abstract class Decorator : LibraryItem
    {
protected LibraryItem libraryItem;
public Decorator(LibraryItem libraryItem)
        {
this.libraryItem=libraryItem;
        }
public override void Display()
        {
            libraryItem.Display();
        }
    }
//定义具体装饰类
    class Borrowable : Decorator
    {
protected ArrayList borrowers = new ArrayList();
//调用父类的构造函数
        public Borrowable(LibraryItem libraryItem) : base(libraryItem) { }
public void BorrowItem(string name)
        {
            borrowers.Add(name);
            libraryItem.NumCopies--;
        }
public void ReturnItem(string name)
        {
            borrowers.Remove(name);
            libraryItem.NumCopies++;
        }
public override void Display()
        {
base.Display();
foreach(string borrower in borrowers)
            {
                Console.WriteLine(" 借出人：{0}", borrower);
            }
        }
    }

//客户应用测试
    class Client
    {
        [STAThread]
static void Main(string[] args)
        {
//创建Book及Video，并显示出来
            Book book = new Book("Schnell", "My Home", 10);
            Video video = new Video("Spielberg", "Schindler's list", 23, 60);
            book.Display();
            video.Display();
//增加video的borrowable属性，然后借出并显示
            Console.WriteLine("\n影像增加可借属性");
            Borrowable borrowvideo = new Borrowable(video);
            borrowvideo.BorrowItem("张三");
            borrowvideo.BorrowItem("李四");
            borrowvideo.BorrowItem("王五");
            borrowvideo.ReturnItem("王五");
            borrowvideo.Display();
            Console.Read();
        }
    }

 

 

• 优势和缺陷

　　装饰模式提供了比静态继承更好的柔韧性，它允许开发一系列的功能类用来代替增加对象的行为，这既不会污染原来对象的源码，还能使代码更容易编写，使类更具扩展性，因为变化都是由新的装饰类来完成。还可以建立连接的装饰对象关系链。

　　需要注意的是，装饰链不宜过长。装饰链太长会使系统花费较长时间用于初始化对象，同时信息在链中的传递也会浪费太多的时间。这个情况好比物品包装，包了一层又一层，大包套小包。另外，如果原来的对象接口发生变化，它所以的装饰类都要修改以匹配它的变化。派生子类会影响对象的内部，而一个Decorator只会影响对象的外表。

• 应用情景

　　下面的情景很适合应用装饰模式：

　　1. 你想透明并且动态地给对象增加新的职责(方法)，而不会影响其他对象。

　　2. 你给对象增加的职责在未来会发生变化。

　　3. 用子类扩展功能不实际的情况下。