23种设计模式之《装饰器模式（Decorator）》在c#中的应用及理解

程序设计中的主要设计模式通常分为三大类，共23种：

1. 创建型模式（Creational Patterns）

单例模式（Singleton）：确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。
工厂方法模式（Factory Method）：定义创建对象的接口，由子类决定实例化哪个类。
抽象工厂模式（Abstract Factory）：提供一个创建一系列相关或依赖对象的接口，而无需指定具体类。
建造者模式（Builder）：将一个复杂对象的构建与其表示分离，使同样的构建过程可以创建不同的表示。
原型模式（Prototype）：通过复制现有对象来创建新对象。

2. 结构型模式（Structural Patterns）

适配器模式（Adapter）：将一个类的接口转换成客户希望的另一个接口。
桥接模式（Bridge）：将抽象部分与实现部分分离，使它们可以独立变化。
组合模式（Composite）：将对象组合成树形结构以表示"部分-整体"的层次结构。
装饰器模式（Decorator）：动态地给对象添加职责，相比生成子类更为灵活。
外观模式（Facade）：为子系统中的一组接口提供一个统一的接口。
享元模式（Flyweight）：通过共享技术有效地支持大量细粒度对象。
代理模式（Proxy）：为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。

3. 行为型模式（Behavioral Patterns）

责任链模式（Chain of Responsibility）：使多个对象都有机会处理请求，从而避免请求的发送者与接收者耦合。
命令模式（Command）：将请求封装为对象，使你可以用不同的请求对客户进行参数化。
解释器模式（Interpreter）：给定一个语言，定义其文法的一种表示，并定义一个解释器。
迭代器模式（Iterator）：提供一种方法顺序访问一个聚合对象中的各个元素，而又不暴露其内部表示。
中介者模式（Mediator）：定义一个中介对象来封装一系列对象之间的交互。
备忘录模式（Memento）：在不破坏封装性的前提下，捕获一个对象的内部状态，并在该对象之外保存这个状态。
观察者模式（Observer）：定义对象间的一对多依赖关系，当一个对象改变状态时，所有依赖者都会收到通知并自动更新。
状态模式（State）：允许对象在其内部状态改变时改变其行为。
策略模式（Strategy）：定义一系列算法，将它们封装起来，并使它们可以互相替换。
模板方法模式（Template Method）：定义一个操作中的算法骨架，将一些步骤延迟到子类中。
访问者模式（Visitor）：表示一个作用于某对象结构中的各元素的操作，使你可以在不改变各元素类的前提下定义作用于这些元素的新操作。

4.装饰器模式（Decorator Pattern）的解释

装饰器模式是一种结构型设计模式 ，它允许你通过将对象放入包含行为的特殊封装对象中来为原对象动态地添加新的行为或功能。装饰器模式的核心思想是在不改变对象结构的情况下扩展其功能。

核心概念：

组件（Component）：定义一个接口或抽象类，表示被装饰的对象。
具体组件（ConcreteComponent）：实现组件接口的具体对象，是装饰器模式中被装饰的原始对象。
装饰器（Decorator）：持有一个组件对象的引用，并实现组件接口。它是装饰器模式的核心，用于动态地添加功能。
具体装饰器（ConcreteDecorator）：继承或实现装饰器，并添加具体的额外功能。

优点：

可以在运行时动态地添加功能，而不是通过继承来扩展功能。
符合开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）。
可以灵活地组合多个装饰器，实现复杂的功能扩展。

缺点：

可能会引入过多的类，增加代码复杂性。
装饰器的顺序可能会影响最终结果，需要谨慎设计。

5.C# 中的装饰器模式演示代码

场景描述：

假设我们有一个简单的文本处理系统，需要对文本进行格式化（如加粗、斜体、下划线等）。我们可以使用装饰器模式来动态地为文本添加这些格式。

代码实现：

复制代码

csharp

using System;

// 1. 定义组件接口
public interface IText
{
    string GetText();
}

// 2. 实现具体组件
public class PlainText : IText
{
    private string _text;

    public PlainText(string text)
    {
        _text = text;
    }

    public string GetText()
    {
        return _text;
    }
}

// 3. 实现装饰器基类
public abstract class TextDecorator : IText
{
    protected IText _text;

    public TextDecorator(IText text)
    {
        _text = text;
    }

    public virtual string GetText()
    {
        return _text.GetText();
    }
}

// 4. 实现具体装饰器：加粗
public class BoldTextDecorator : TextDecorator
{
    public BoldTextDecorator(IText text) : base(text) { }

    public override string GetText()
    {
        return "<b>" + base.GetText() + "</b>";
    }
}

// 5. 实现具体装饰器：斜体
public class ItalicTextDecorator : TextDecorator
{
    public ItalicTextDecorator(IText text) : base(text) { }

    public override string GetText()
    {
        return "<i>" + base.GetText() + "</i>";
    }
}

// 6. 实现具体装饰器：下划线
public class UnderlineTextDecorator : TextDecorator
{
    public UnderlineTextDecorator(IText text) : base(text) { }

    public override string GetText()
    {
        return "<u>" + base.GetText() + "</u>";
    }
}

// 7. 使用装饰器模式
class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        // 创建原始文本
        IText text = new PlainText("Hello, World!");

        // 动态添加装饰器
        text = new BoldTextDecorator(text); // 加粗
        text = new ItalicTextDecorator(text); // 斜体
        text = new UnderlineTextDecorator(text); // 下划线

        // 输出最终结果
        Console.WriteLine(text.GetText()); // 输出: <u><i><b>Hello, World!</b></i></u>
    }
}

6.代码说明：

组件接口（IText）：
- 定义了GetText方法，表示获取文本的行为。
- 所有具体组件和装饰器都需要实现这个接口。
具体组件（PlainText）：
- 实现了IText接口，表示原始的、未装饰的文本。
装饰器基类（TextDecorator）：
- 实现了IText接口，并持有一个IText对象的引用。
- 它的GetText方法默认调用被装饰对象的GetText方法。
具体装饰器（BoldTextDecorator、ItalicTextDecorator、UnderlineTextDecorator）：
- 继承自TextDecorator，并重写GetText方法。
- 在调用基类的GetText方法后，添加额外的格式（如加粗、斜体、下划线）。
使用装饰器模式：
- 首先创建一个原始文本对象（PlainText）。
- 然后通过装饰器动态地添加功能（加粗、斜体、下划线）。
- 最终调用GetText方法时，会按照装饰器的顺序依次应用格式。

7.输出结果：

复制代码

plaintext

<u><i><b>Hello, World!</b></i></u>

8.总结：

装饰器模式通过组合的方式动态地为对象添加功能，避免了继承的局限性。在C#中，装饰器模式可以用于需要灵活扩展功能的场景，如文本处理、日志记录、权限校验等。通过装饰器模式，代码更加灵活、可维护性更高。