设计模式 9
- 创建型模式(5):工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、建造者模式、原型模式
- 结构型模式(7):适配器模式、桥接模式、组合模式、装饰者模式、外观模式、享元模式、代理模式
- 行为型模式(11):责任链模式、命令模式、解释器模式、迭代器模式、中介者模式、备忘录模式、观察者模式、状态模式、策略模式、模板方法模式、访问者模式
文章目录
- [设计模式 9](#设计模式 9)
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- [装饰器模式(Decorator Pattern)](#装饰器模式(Decorator Pattern))
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- [1 定义](#1 定义)
- [2 结构](#2 结构)
- [3 示例代码](#3 示例代码)
- [4 特点](#4 特点)
- [5 适用场景](#5 适用场景)
- [6 与其他模式对比](#6 与其他模式对比)
装饰器模式(Decorator Pattern)
1 定义
装饰器模式通过创建一个装饰器类,它实现了与被装饰对象相同的接口,从而可以在运行时动态地添加新功能。这种模式提供了一种灵活的替代方案来扩展对象的功能,避免了使用子类来扩展功能的需要。
2 结构
装饰器模式的结构包含以下角色:
- 组件(Component): 定义一个接口,描述可以动态添加的功能。
- 具体组件(Concrete Component) : 实现
Component
接口的具体对象,表示要装饰的对象。 - 装饰器(Decorator) : 维护一个对
Component
对象的引用,定义与Component
接口相同的接口,并可以在运行时扩展功能。 - 具体装饰器(Concrete Decorator) : 扩展
Decorator
,实现具体的附加功能。
UML 类图
scss
+-------------------+
| Component |
+-------------------+
| + Operation() |
+-------------------+
^
|
+-------------------+ +---------------------------+
| ConcreteComponent | <------- | Decorator |
+-------------------+ +---------------------------+
| + Operation() | | - component: Component |
+-------------------+ | + Operation() |
+---------------------------+
^
|
+------------------------+
| ConcreteDecorator |
+------------------------+
| + Operation() |
| + AdditionalBehavior() |
+------------------------+
3 示例代码
以下是一个实现装饰器模式的简单示例。在这个示例中,我们有一个饮料的系统,可以为饮料添加不同的配料(装饰)。
组件接口
csharp
// 组件接口
public abstract class Beverage
{
public abstract string GetDescription();
public abstract double Cost();
}
具体组件类
csharp
// 具体组件:咖啡
public class Coffee : Beverage
{
public override string GetDescription()
{
return "Coffee";
}
public override double Cost()
{
return 2.00; // 基本咖啡的价格
}
}
装饰器类
csharp
// 装饰器类
public abstract class CondimentDecorator : Beverage
{
protected Beverage _beverage;
public CondimentDecorator(Beverage beverage)
{
_beverage = beverage;
}
}
具体装饰器类
csharp
// 具体装饰器:牛奶
public class MilkDecorator : CondimentDecorator
{
public MilkDecorator(Beverage beverage) : base(beverage)
{
}
public override string GetDescription()
{
return _beverage.GetDescription() + ", Milk";
}
public override double Cost()
{
return _beverage.Cost() + 0.50; // 添加牛奶的价格
}
}
// 具体装饰器:巧克力
public class ChocolateDecorator : CondimentDecorator
{
public ChocolateDecorator(Beverage beverage) : base(beverage)
{
}
public override string GetDescription()
{
return _beverage.GetDescription() + ", Chocolate";
}
public override double Cost()
{
return _beverage.Cost() + 0.70; // 添加巧克力的价格
}
}
客户端代码
csharp
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
// 创建基本的咖啡
Beverage beverage = new Coffee();
// 添加配料
beverage = new MilkDecorator(beverage);
beverage = new ChocolateDecorator(beverage);
// 显示描述和总费用
Console.WriteLine($"{beverage.GetDescription()} costs {beverage.Cost():C}");
}
}
在这个示例中:
Beverage
是组件接口,定义了饮料的基本功能。Coffee
是具体组件,表示基础饮料(咖啡)。CondimentDecorator
是装饰器类,它包含了对Beverage
对象的引用,并实现了Beverage
接口。MilkDecorator
和ChocolateDecorator
是具体装饰器,分别添加牛奶和巧克力的功能。
4 特点
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优点:
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灵活性: 可以动态添加和扩展对象的功能,而不需要创建大量的子类。
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符合开闭原则: 可以通过添加新的装饰器类来扩展功能,而无需修改已有的类。
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避免类的膨胀: 通过组合多个装饰器,可以避免创建过多的子类,从而减少类的数量。
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缺点:
-
复杂性: 装饰器模式可能会增加系统的复杂性,尤其是当装饰器层次过多时。
-
调试困难: 由于装饰器的嵌套,调试代码时可能会变得复杂。
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5 适用场景
- 需要动态扩展功能: 当你需要在运行时动态地给对象添加功能时,装饰器模式是一个理想的选择。
- 避免类的膨胀: 当类的扩展导致创建大量子类时,装饰器模式可以帮助你减少类的数量。
- 需要组合多个功能: 当你需要组合多个功能或行为时,装饰器模式能够轻松实现。
6 与其他模式对比
- 与组合模式的区别: 装饰器模式用于在不修改对象结构的情况下动态添加功能,而组合模式用于表示部分-整体的层次结构。
- 与代理模式的区别: 代理模式用于控制对对象的访问,而装饰器模式用于在不改变对象的接口的情况下动态添加功能。
装饰器模式提供了一种灵活的方式来扩展对象的功能,使得开发者可以在不影响已有代码的情况下,轻松地添加新的行为或属性。