设计模式学习笔记九——Decorator模式

动机：对象面临着多方面功能的扩展，使用常规的继承机制使得扩展缺乏灵活性，并且带来子类的膨胀问题。使用此模式动态地给对象增加一些额外的职责
。

应用：.NET中Stream的实现。

场景：ThinkPad有多个系列，比如T43,T60，除笔记本基本功能，还希望通过添加模块以支持一些扩展功能，如无线、蓝牙、指纹，并且这些扩展功能可以在用户需要的任何时候进行添加。如果把具备一种或多种扩展功能的ThinkPad视为T43和T60的更小型号，会带来型号复杂的问题。如何通过添加扩展模块提供这些扩展功能，而又不会来带型号膨胀问题？

结构




代码

/**//*
 * 被扩展对象
*/
namespace DesignPattern.Decorator
{
    public abstract class ThinkPad
    {
        public abstract void Start();

        public abstract void Shutdown();
    }

    public class T43 : ThinkPad
    {
        public override void Start()
        {
        }

        public override void Shutdown()
        {
        }
    }

    public class T60 : ThinkPad
    {
        public override void Start()
        {
        }

        public override void Shutdown()
        {
        }
    }
}

namespace DesignPattern.Decorator
{
    public abstract class ThinkPadExtension : ThinkPad
    {
        private ThinkPad thinkPad;

        public ThinkPadExtension(ThinkPad thinkPad)
        {
            this.thinkPad = thinkPad;
        }

        public override void Start()
        {
            thinkPad.Start();
        }

        public override void Shutdown()
        {
            thinkPad.Shutdown();
        }
    }

    public class WirelessExtension : ThinkPadExtension
    {
        public WirelessExtension(ThinkPad thinkPad)
            : base(thinkPad)
        {
        }

        public override void Start()
        {
            base.Start();

            // 启动无线模块
        }

        public override void Shutdown()
        {
            // 关闭无线模块

            base.Shutdown();
        }
    }

    public class BlueteethExtension : ThinkPadExtension
    {
        public BlueteethExtension(ThinkPad thinkPad)
            : base(thinkPad)
        {
        }

        public override void Start()
        {
            base.Start();

            // 启动蓝牙模块
        }

        public override void Shutdown()
        {
            // 关闭蓝牙模块

            base.Shutdown();
        }
    }

    public class FingerprintExtension : ThinkPadExtension
    {
        public FingerprintExtension(ThinkPad thinkPad)
            : base(thinkPad)
        {
        }

        public override void Start()
        {
            base.Start();

            // 启动指纹模块
        }

        public override void Shutdown()
        {
            // 关闭指纹模块

            base.Shutdown();
        }
    }
}

/**//*
 * 客户程序
*/
namespace DesignPattern.Decorator
{
    public class ThinkPadAssembly
    {
        public ThinkPad GetThinkPad()
        {
            T60 t60 = new T60();

            // 具备无线功能的T60
            WirelessExtension wirelessT60 = new WirelessExtension(t60);

            // 具备无线、蓝牙功能的T60
            BlueteethExtension blueteethT60 = new BlueteethExtension(wirelessT60);

            // 具备无线、蓝牙、指纹功能的T60
            FingerprintExtension fingerprintT60 = new FingerprintExtension(blueteethT60);

            return fingerprintT60;
        }
    }
}

要点：
1、通过采用组合，而非继承的方法，本模式实现了在运行时动态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“子类膨胀”问题。
2、接口一致。装饰对象的接口和被装饰对象的接口一致。Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系，即Decorator类继承了Component类所具有的接口。但在实现上又表现为has-a Component的组合关系，即Decorator类又使用了另外一个Component类。可以使用一个或多个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。
3、保持Component类的简单性。Component类在本模式中充当抽象接口的角色，不应该去实现具体的行为，它应集中于定义接口而不是存储数据。对数据表示的定义应延迟到子类中，否则Component类过于庞大和复杂，因而难以大量使用。而且Decorator类对于Component类应该透明——Component类无需知道Decorator类，Decorator类是从外部来扩展Component类的功能。
4、本模式并非解决“多子类衍生的多继承”问题，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。