8装饰模式.docx

1、8装饰模式装饰模式(Decorator Pattern)子类复子类，子类何其多 假如我们需要为游戏中开发一种坦克，除了各种不同型号的坦克外，我们还希望在不同场合中为其增加以下一种或多种功能;比如红外线夜视功能，比如水陆两栖功能，比如卫星定位功能等等。按类继承的作法如下：1/抽象坦克2publicabstractclassTank34publicabstractvoidShot();5publicabstractvoidRun();6各种型号：1/T50型号2publicclassT50:Tank34publicoverridevoidShot()56Console.WriteLine(T50坦

2、克平均每秒射击5发子弹);78publicoverridevoidRun()910Console.WriteLine(T50坦克平均每时运行30公里);11121/T75型号2publicclassT75:Tank34publicoverridevoidShot()56Console.WriteLine(T75坦克平均每秒射击10发子弹);78publicoverridevoidRun()910Console.WriteLine(T75坦克平均每时运行35公里);11121/T90型号2publicclassT90:Tank34publicoverridevoidShot()56Console

3、.WriteLine(T90坦克平均每秒射击10发子弹);78publicoverridevoidRun()910Console.WriteLine(T90坦克平均每时运行40公里);1112各种不同功能的组合：比如IA具有红外功能接口、IB具有水陆两栖功能接口、IC具有卫星定位功能接口。1/T50坦克各种功能的组合2publicclassT50A:T50,IA34/具有红外功能56publicclassT50B:T50,IB78/具有水陆两栖功能910publicclassT50C:T50,IC11121314publicclassT50AB:T50,IA,IB1518publicclass

4、T50AC:T50,IA,IC1920publicclassT50BC:T50,IB,IC2122publicclassT50ABC:T50,IA,IB,IC2312/T75各种不同型号坦克各种功能的组合3publicclassT75A:T75,IA45/具有红外功能67publicclassT75B:T75,IB89/具有水陆两栖功能1011publicclassT75C:T75,IC1213/具有卫星定位功能1415publicclassT75AB:T75,IA,IB1617/具有红外、水陆两栖功能1819publicclassT75AC:T75,IA,IC2021/具有红外、卫星定位功能

5、2223publicclassT75BC:T75,IB,IC2425/具有水陆两栖、卫星定位功能2627publicclassT75ABC:T75,IA,IB,IC2829/具有红外、水陆两栖、卫星定位功能3012/T90各种不同型号坦克各种功能的组合3publicclassT90A:T90,IA45/具有红外功能67publicclassT90B:T90,IB89/具有水陆两栖功能1011publicclassT90C:T90,IC1213/具有卫星定位功能1415publicclassT90AB:T90,IA,IB1617/具有红外、水陆两栖功能1819publicclassT90AC:T

6、90,IA,IC2021/具有红外、卫星定位功能2223publicclassT90BC:T90,IB,IC2425/具有水陆两栖、卫星定位功能2627publicclassT90ABC:T90,IA,IB,IC2829/具有红外、水陆两栖、卫星定位功能30由此可见，如果用类继承实现，子类会爆炸式地增长。动机(Motivate)： 上述描述的问题根源在于我们“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的静态物质，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），各种子类的组合（扩展功能组合）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地

7、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”所导致的影响将为最低？意图(Intent): 动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Decorator模式相比生成子类更为灵活。 -设计模式GOF结构图(Struct): 生活中的例子： 适用性： 需要扩展一个类的功能，或给一个类增加附加责任。 需要动态地给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销。 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能，从而使继承关系变得不现实。实现代码：1namespaceDecorator23publicabstractclassTank45publicabs

8、tractvoidShot();6publicabstractvoidRun();781namespaceDecorator23publicclassT50:Tank45publicoverridevoidShot()67Console.WriteLine(T50坦克平均每秒射击5发子弹);89publicoverridevoidRun()1011Console.WriteLine(T50坦克平均每时运行30公里);1213141namespaceDecorator23publicclassT75:Tank45publicoverridevoidShot()67Console.WriteLin

9、e(T75坦克平均每秒射击10发子弹);89publicoverridevoidRun()1011Console.WriteLine(T75坦克平均每时运行35公里);1213141namespaceDecorator23publicclassT90:Tank45publicoverridevoidShot()67Console.WriteLine(T90坦克平均每秒射击10发子弹);89publicoverridevoidRun()1011Console.WriteLine(T90坦克平均每时运行40公里);1213141namespaceDecorator23publicabstractc

10、lassDecorator:Tank/DoAs接口继承非实现继承45privateTanktank;/Hasa对象组合6publicDecorator(Tanktank)78this.tank=tank;910publicoverridevoidShot()1112tank.Shot();1314publicoverridevoidRun()1516tank.Run();1718192012namespaceDecorator34publicclassDecoratorA:Decorator56publicDecoratorA(Tanktank):base(tank)789publicover

11、ridevoidShot()1011/Dosomeextension/功能扩展且有红外功能12base.Shot();1314publicoverridevoidRun()151617base.Run();1819201namespaceDecorator23publicclassDecoratorB:Decorator45publicDecoratorB(Tanktank):base(tank)678publicoverridevoidShot()910/Dosomeextension/功能扩展且有水陆两栖功能11base.Shot();1213publicoverridevoidRun()

12、141516base.Run();171819201namespaceDecorator23publicclassDecoratorC:Decorator45publicDecoratorC(Tanktank):base(tank)678publicoverridevoidShot()910/Dosomeextension/功能扩展且有卫星定位功能11base.Shot();1213publicoverridevoidRun()141516base.Run();171819201classProgram23staticvoidMain(stringargs)45Tanktank=newT50(

13、);6DecoratorAda=newDecoratorA(tank);/且有红外功能7DecoratorBdb=newDecoratorB(da);/且有红外和水陆两栖功能8DecoratorCdc=newDecoratorC(db);/且有红外、水陆两栖、卫星定们三种功能9dc.Shot();10dc.Run();1112Decorator模式的几个要点： 通过采用组合、而非继承的手法，Decorator模式实现了在运行时动态地扩展对象功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能。避免了单独使用继承带来的“灵活性差和多子类衍生问题。 Component类在Decorator模式中充当抽象接口的

14、角色，不应该去实现具体的行为。而且Decorator类对于Component类应该透明-换言之Component类无需知道Decorator类，Decorator类是从外部来扩展Component类的功能。 Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系，即Decorator类继承了Component类所且有的接口。但在实现上又表现has a Component的组合关系，即Decorator类又使用了另外一个Component类。我们可以使用一个或者多个Decorator对象来“装饰”一个Component对象，且装饰后的对象仍然是一个Component对象。 De

15、corator模式并非解决”多子类衍生的多继承“问题，Decorator模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”-是为“装饰”的含义。Decorator在.NET(Stream)中的应用：可以看到，BufferedStream和CryptoStream其实就是两个包装类，这里的Decorator模式省略了抽象装饰角色（Decorator），示例代码如下：1classProgram2345publicstaticvoidMain(stringargs)6789MemoryStreamms=1011newMemoryStream(newbyte100,456,864,222,567)

16、;12131415/扩展了缓冲的功能1617BufferedStreambuff=newBufferedStream(ms);18192021/扩展了缓冲，加密的功能2223CryptoStreamcrypto=newCryptoStream(buff);24252627通过反编译，可以看到BufferedStream类的代码（只列出部分），它是继承于Stream类：1publicsealedclassBufferedStream:Stream2345/Methods67privateBufferedStream();89publicBufferedStream(Streamstream);1011publicBufferedStream(Streamstream,intbufferSize);1213/Fields1415privateint_bufferSize;1617privateStream_s;1819