〇、简介

1、什么是装饰者模式

一句话解释:

  通过继承统一的抽象类来新增操作,再在使用时通过链式添加到对象中,达到与原有设定无关联可灵活附加。

装饰者模式是一种行为设计模式,它允许向一个现有的对象添加新的行为,同时又不改变其结构。

装饰者模式的基本概念是,将一个对象包装在一个含有对对象进行增强功能的对象中,从而达到对对象扩展功能的目的。

官方意图描述: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。别名:包装器(wrapper)。

一个比喻:(班级内部毕业晚会,提供各种零食)

   毕业晚会开始了,有很多种零食,陆续由供应商送来,送来一种相当于实现了一次装饰者抽象类,对于使用者每位同学,可以按照自己的需求选择是否装进自己的肚子。

2、优缺点和适用场景

优点:

  • 动态添加功能:装饰者模式允许在运行时为对象添加新的功能,而不需要修改其代码。这使得代码更加灵活和可维护。
  • 代码复用:装饰者模式可以避免代码重复,因为可以在一个对象上添加多个装饰器,而不需要为每个对象都编写新的代码。
  • 易于扩展:装饰者模式可以很容易地添加新的装饰器,而不需要修改现有的代码。
  • 提高代码可读性:装饰者模式可以使代码更加模块化,使得代码更易于理解和维护。

缺点:

  • 过度使用可能导致代码难以理解和维护:装饰者模式可以使代码变得更加灵活,但如果过度使用,可能会导致代码难以理解和维护。
  • 依赖关系增加:装饰者模式会增加对象之间的依赖关系,这可能会导致系统的复杂性增加。
  • 无法改变对象的类:装饰者模式无法改变对象的类,只能在现有类的基础上添加新的功能。这可能会限制了装饰者模式的使用。
  • 性能问题:如果过度使用装饰者模式,可能会导致系统的性能下降。因为在运行时需要动态创建和销毁对象,这可能会消耗大量的系统资源。

适用场景:

  • 在游戏开发中,装饰者模式可以用于为角色添加新的能力和技能,而不影响原先已有的设定。
  • 在UI设计中,装饰者模式可以用于为界面元素添加新的样式和效果,如边框、背景、阴影、动画等。
  • 在图像处理中,装饰者模式可以用于为图像添加新的滤镜和效果,如锐化、模糊、旋转、裁剪等。
  • 在文本处理中,装饰者模式可以用于为文本添加新的格式和效果,如加粗、斜体、下划线、高亮等。
  • 在购物车应用中,装饰者模式可以用于为商品添加新的属性和功能,如价格、库存、优惠券等。

一、通过示例代码简单实现

下面是一段示例代码,假设需要画一个圆,需要设置宽度和颜色:

// 测试代码
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IShape circle = new Circle(); // 准备画个圆
IShape borderCircle = new BorderDecorator(circle, 2); // 边框宽度设置为 2
IShape fillCircle = new FillDecorator(borderCircle, "blue"); // 颜色设置为 blue
fillCircle.Draw(); // 最后开始画
}
}
// 定义一个抽象装饰者接口
public interface IShape
{
void Draw();
}
// 定义一个抽象装饰者类
public abstract class ShapeDecorator : IShape
{
protected IShape Shape { get; set; }
public ShapeDecorator(IShape shape)
{
Shape = shape;
}
public abstract void Draw();
}
// 定义一个具体装饰者类
public class BorderDecorator : ShapeDecorator
{
private readonly int _borderWidth;
public BorderDecorator(IShape shape, int borderWidth)
: base(shape)
{
_borderWidth = borderWidth;
}
public override void Draw()
{
Console.WriteLine($"Drawing a {Shape.GetType().Name} with border width {_borderWidth}");
Shape.Draw();
}
}
// 定义另一个具体装饰者类
public class FillDecorator : ShapeDecorator
{
private readonly string _fillColor;
public FillDecorator(IShape shape, string fillColor)
: base(shape)
{
_fillColor = fillColor;
}
public override void Draw()
{
Console.WriteLine($"Drawing a {Shape.GetType().Name} with fill color {_fillColor}");
Shape.Draw();
}
}
// 定义一个原始形状类
public class Circle : IShape
{
public void Draw()
{
Console.WriteLine("Drawing a circle");
}
}

下面如果需要增加一个画法该怎么扩展呢?如下代码,增加一个画法的扩展:

// 再定义另一个具体装饰者类,定义画法
public class MethodDecorator : ShapeDecorator
{
private readonly string _fillColor;
public MethodDecorator(IShape shape, string fillColor)
: base(shape)
{
_fillColor = fillColor;
}
public override void Draw()
{
Console.WriteLine($"Drawing a {Shape.GetType().Name} with method {_fillColor}");
Shape.Draw();
}
}
// 测试代码
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
IShape circle = new Circle(); // 准备画个圆
IShape borderCircle = new BorderDecorator(circle, 2); // 边框宽度设置为 2
IShape fillCircle = new FillDecorator(borderCircle, "blue"); // 颜色设置为 blue
IShape methodCircle = new MethodDecorator(fillCircle, "clockwise"); // 设计画法顺时针 clockwise
methodCircle.Draw(); // 最后开始画
}
}

这就是装饰者模式的基本思想:通过将一个对象包装在一个含有对对象进行增强功能的对象中,从而达到对对象扩展功能的目的。

二、装饰者模式的结构

根据上一章节的示例代码,可得如下结构图:

IShape:定义一个对象接口,可以给这些对象动态地添加职责。

Cricle:定义一个对象,可以给这个对象添加一些职责。

ShapeDecorator:维持一个指向 IShape 对象的指针,并定义一个与 IShape 接口一致的抽象类。

BorderDecorator、FillDecorator:向  Cricle 对象添加职责。

三、相关模式

关于适配器模式 Adapter:Decorator 模式不同于 Adapter 模式,因为装饰仅改变对象的职责而不改变它的接口;而适配器将给对象一个全新的接口。

关于组合模式 Composite:可以将装饰视为一个退化的、仅有一个组件的组合。然而,装饰仅给对象添加一些额外的职责————它的目的不在于对象聚集。

关于策略模式 Strategy:装饰者模式改变的是对象的外表;而 Strategy 模式使得你可以改变对象的内核。这是改变对象的两种途径。

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