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。

原标题：设计模式09： Decorator 装饰模式（结构型模式）

关键词：设计模式