设计模式09: Decorator 装饰模式(结构型模式)
Decorator 装饰模式(结构型模式)
子类复子类,子类何其多
加入我们需要为游戏中开发一种坦克,除了不同型号的坦克外,我们还希望在不同场合中为其增加以下一种多种功能:比如红外线夜视功能,比如水路两栖功能,比如卫星定位功能等等。
问题代码:
/// <summary>
/// 抽象坦克
/// </summary>
public abstract class Tank
{
public abstract void Shot();
public abstract void Run();
}
//各种型号
public class T50 : Tank
{
public override void Shot()
{
//...
} public override void Run()
{
//...
}
} public class T75 : Tank
{
public override void Shot()
{
//...
} public override void Run()
{
//...
}
}
/// <summary>
/// 红外线夜视
/// </summary>
public interface IA
{
//...
}
/// <summary>
/// 水陆两栖
/// </summary>
public interface IB
{
//...
}
//各种不同功能组合
public class T50A : T50, IA
{
//...
} public class T50B : T50, IB
{
//...
} public class T50AB : T50,IA,IB
{
//...
}
动机(Motivation)
上述描述的问题根源在于我们“过度的使用继承来扩展对象的功能”,由于继承为类引入的静态特质,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”能够根据需求来动态地(运行时)实现?同时避免“扩展功能增多”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?
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。——《实际模式》GoF
实例代码:
/// <summary>
/// 抽象坦克
/// </summary>
public abstract class Tank
{
public abstract void Shot();
public abstract void Run();
}
//各种型号
public class T50 : Tank
{
public override void Shot()
{
//...
} public override void Run()
{
//...
}
} public class T75 : Tank
{
public override void Shot()
{
//...
} public override void Run()
{
//...
}
}
public abstract class Decorator : Tank//接口继承,抽象类可以看做接口
{
private Tank tank;//Has-A对象组合 public Decorator(Tank tank)
{
this.tank = tank;
} public override void Shot()
{
tank.Shot();
} public override void Run()
{
tank.Run();
}
}
/// <summary>
/// 红外功能扩展
/// </summary>
public class DecoratorA : Decorator
{
public DecoratorA(Tank tank):base(tank)
{
}
public override void Shot()
{
//红外功能扩展
//do shot...
base.Shot();
} public override void Run()
{
//红外功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}
/// <summary>
/// 水陆两栖功能扩展
/// </summary>
public class DecoratorB : Decorator
{
public DecoratorB(Tank tank):base(tank)
{
}
public override void Shot()
{
//水陆两栖功能扩展
//do shot...
base.Shot();
} public override void Run()
{
//水陆两栖功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}
class App
{
public static void Main()
{
Tank tank=new T50();
DecoratorA da = new DecoratorA(tank);//红外功能扩展
DecoratorB db = new DecoratorB(da);//红外、水陆两栖功能扩展
}
}
Decorator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”。
- Tank类在Decorator模式中充当抽象接口的角色,不应该去实现具体的行为。而且Decorator类对于Tank类应该是透明——换言之Tank类无需知道Decorator,Decorator类是从外部来扩展Tank类的功能。
- Decorator类在接口上表现为is-a Tank类的继承关系,即Decorator继承了Tank类所具有的接口。在实现上又表现为has-a Tank的组合关系,即Decorator类又使用了另一个Tank类。我们可以使用一个或者多个Decorator对象来“装饰”一个Tank对象,而且装饰后的对象仍然是Tank对象。
- Decorator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。
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