设计模式 - 装饰器
小时候对日本的动画片十分着迷,“圣斗士”是我的最爱;长大后也曾经一度对“海贼王”十分痴迷;大学看武侠小说时,也特别喜欢那种主人公有奇遇的情况:吃到一颗千年异果,然后功夫大增60年...
这些个场景都有一个共同点:对象(或系统)会因为一些需求(通常这些需求之间没有任何关联),而扩展自己的功能。具体来说:青铜战士如果有幸能穿上黄金圣衣,不管你是不是黄金圣斗士,在穿上黄金圣衣的那一刻,你就具有黄金圣斗士的能力;海赋王中的人物,如果能吃到一颗奇异果,就能获得特别的能力(比如路飞就是吃了橡胶奇异果);武侠小说中,主角如果不经意间吃下了千年人参,从此功力大增,打遍天下无敌手...
ok,下面谈谈如何设计,就拿海贼王为例吧,假定系统中有三种奇异果:橡皮奇异果[RubberFruit]--吃了以后身体象橡皮一样有韧性,飞行奇异果[FlyFruit]--吃了以后可以飞起来,金属奇异果[MetalFruit]--吃了以后身体可能变得象金属一样坚硬.
按常规思路来设计:基本人物可能一种都没吃,也可以吃了几种,我们把各种功能扩展抽象成接口,再分别用基本人物的子类中实现这些接口
/// <summary>
/// 橡皮功能接口
/// </summary>
public interface IRubberFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 飞行功能接口
/// </summary>
public interface IFlyFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 金属功能接口
/// </summary>
public interface IMetalFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 人物抽象类
/// </summary>
public abstract class Character
{
}
/// <summary>
/// 基本人物(无任何特殊能力)
/// </summary>
public class NormalCharacter : Character
{
public void GetAlility()
{
Console.WriteLine("默认基本人物,啥特殊能力都没有!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了橡皮果后的人物
/// </summary>
public class RubberCharacter : Character, IRubberFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我的身体可以变得跟橡皮一样有韧性!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了金属果后的人物
/// </summary>
public class MetalCharacter : Character, IMetalFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("如果我愿意,我的身体也可以变得象金属一样硬!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了飞行果后的人物
/// </summary>
public class FlyCharacter : Character, IFlyFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我能飞!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了橡皮果+飞行果后的人物
/// </summary>
public class RubberAndFlyCharacter : Character, IRubberFruit, IFlyFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我的身体可以变得跟橡皮一样有韧性,而且我也能飞!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了橡皮果+金属果后的人物
/// </summary>
public class RubberAndMetalCharacter : Character, IRubberFruit, IMetalFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我的身体可以变得跟橡皮一样有韧性,如果我愿意,我的身体也可以变得象金属一样硬!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了金属果+飞行果后的人物
/// </summary>
public class MetalAndFlyCharacter : Character, IMetalFruit, IFlyFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我能飞,如果我愿意,我的身体也可以变得象金属一样硬!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了橡皮果+飞行果+金属果后的人物
/// </summary>
public class RubberAndFlyAndMetalCharacter : Character, IRubberFruit, IFlyFruit
{
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine("我的身体可以变得跟橡皮一样有韧性,而且我也能飞,如果我愿意,我的身体也可以变得象金属一样硬!");
}
}
客户调用示例程序:
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
RubberCharacter rc = new RubberCharacter();
rc.GetAbility();
RubberAndFlyAndMetalCharacter rfmc = new RubberAndFlyAndMetalCharacter();
rfmc.GetAbility();
//...
Console.ReadLine();
}
}
如果奇异果的种类不增加,这样也没啥问题,但是问题就在于,海贼王中的奇异果肯定不止这几种,随着这种超能力奇异果的种类增加,整个系统很快就会陷入一种类爆炸的局面。 看看装饰者模式的做法:
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
namespace Decorator
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
RubberCharacter rc = new RubberCharacter(new NormalCharacter());
rc.GetAbility();
MetalCharacter rfmc = new MetalCharacter(new FlyCharacter(rc));
rfmc.GetAbility();
Console.ReadLine();
}
}
/// <summary>
/// 橡皮功能接口
/// </summary>
public interface IRubberFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 飞行功能接口
/// </summary>
public interface IFlyFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 金属功能接口
/// </summary>
public interface IMetalFruit
{
void GetAbility();
}
/// <summary>
/// 人物抽象类
/// </summary>
public abstract class Character
{
protected Character _character;
public string Ability { set; get; }
}
/// <summary>
/// 基本人物(无任何特殊能力)
/// </summary>
public class NormalCharacter : Character
{
public NormalCharacter()
{
Ability = "";
}
public void GetAlility()
{
Console.WriteLine("默认基本人物,啥特殊能力都没有!");
}
}
/// <summary>
/// 吃了橡皮果后的人物
/// </summary>
public class RubberCharacter : Character, IRubberFruit
{
public RubberCharacter(Character c)
{
_character = c;
Ability += _character.Ability + "我的身体可以变得跟橡皮一样有韧性!";
}
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine(Ability);
}
}
/// <summary>
/// 吃了金属果后的人物
/// </summary>
public class MetalCharacter : Character, IMetalFruit
{
public MetalCharacter(Character c)
{
_character = c;
Ability += _character.Ability + "如果我愿意,我的身体也可以变得象金属一样硬!";
}
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine(Ability);
}
}
/// <summary>
/// 吃了飞行果后的人物
/// </summary>
public class FlyCharacter : Character, IFlyFruit
{
public FlyCharacter(Character c)
{
_character = c;
Ability += _character.Ability + "我能飞!";
}
public void GetAbility()
{
Console.WriteLine(Ability);
}
}
}
接口部分并没有变,关键就在于实现接口的各个类,巧妙的用对象组合方式解决了类爆炸的问题(有心的读者可以比较一下前后类的数量变化),这样在客户程序调用时,可以把原来的对象层层包裹,附加上一层又一层的功能,最后给出该模式的意图:
意图
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。[GOF 《设计模式》]
类图如下:
后记:该模式其实与桥接模式(Bridge)有些相似,只不过区别在于桥模式用于应对多个维度的变化,而装饰模式只用来处理一个维度的变化。
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