C#设计模式-装饰器模式（Decorator Pattern）
引言
当我们完成一个软件产品开发后就需要对其进行各种测试，适配快速迭代下质量的保障。当有一个完善的产品的对象后，如果我们想要给他添加一个测试功能，那么我们可以用一个新的类去装饰它来实现对原有对象职责的扩展。新的类称为“装饰者”，原有的对象称为“被装饰者”。这种模式被称为装饰器模式。
概念
装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。
这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。
我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中，我们将把一个形状装饰上不同的颜色，同时又不改变形状类。
结构图
装饰器模式中的角色：
- 抽象构件(Component)角色：声明封装器和被封装对象的公用接口。即给出一个抽象接口，已规范准备接收附加责任的对象。
- 具体构件(ConcreteComponent)角色：类是被封装对象所属的类。 它定义了基础行为， 但装饰类可以改变这些行为。
- 装饰(Decorator)角色：拥有一个指向被封装对象的引用成员变量。 该变量的类型应当被声明为通用部件接口， 这样它就可以引用具体的部件和装饰。 装饰基类会将所有操作委派给被封装的对象。
- 具体装饰(ConcreteDecorator)角色：定义了可动态添加到部件的额外行为。 具体装饰类会重写装饰基类的方法， 并在调用父类方法之前或之后进行额外的行为。负责给构件对象“贴上”附加的责任。
实现
实现一个开发完成后的产品，对其进行手工功能测试、自动化测试、压力测试。将产品作为被装饰者，也就是构件。各种测试作为装饰者，计算附加不同的测试花费的总时间。
实现思路：
- 定义一个产品抽象类。
- 实现具体的产品，具体的产品继承产品抽象类。
- 定义一个测试类型的抽象装饰类，继承产品抽象类。
- 实现不同类型的测试，继承测试类型的抽象装饰类。
- 使用时实例化一个产品，然后对产品进行附件不同的测试类型。
using System; namespace Decorator { class Program { static void Main(string[] args) { Product a = new ProductA(); Console.WriteLine($"未执行{a.Test}测试时总共花费时间{a.TotalTime}"); a = new ManualTest(a); Console.WriteLine($"执行{a.Test}总共花费时间{a.TotalTime}"); Console.WriteLine("====================================="); Product b = new ProductB(); b = new ManualTest(b); b = new StressTest(b); b = new AutoTest(b); Console.WriteLine($"执行{b.Test}总共花费时间{b.TotalTime}"); Console.Read(); } } /// <summary> /// 一个项目产品，抽象构件 /// </summary> public abstract class Product { public string Name { get; set; } public double SpendTime { get; set; } public abstract string Test { get; } public abstract double TotalTime { get; } } /// <summary> /// 具体的项目产品A，具体构件 /// </summary> public class ProductA : Product { public ProductA() { Name = "ProductA"; SpendTime = 0; } public override string Test => this.Name; public override double TotalTime => this.SpendTime; } /// <summary> /// 具体的项目产品B，具体构件 /// </summary> public class ProductB : Product { public ProductB() { Name = "ProductB"; SpendTime = 0; } public override string Test => this.Name; public override double TotalTime => this.SpendTime; } /// <summary> /// 测试类型，抽象装饰 /// </summary> public abstract class TestType : Product { Product _product = null; public TestType(Product product) { _product = product; } public override string Test { get { return _product.Test + "+" + this.Name; } } public override double TotalTime { get { return _product.TotalTime + this.SpendTime; } } } /// <summary> /// 手工测试类型，具体装饰 /// </summary> public class ManualTest : TestType { public ManualTest(Product product) : base(product) { Name = "手工测试"; SpendTime = 200; } } /// <summary> /// 自动化测试类型，具体装饰 /// </summary> public class AutoTest : TestType { public AutoTest(Product product) : base(product) { Name = "自动化测试"; SpendTime = 100; } } /// <summary> /// 压力测试类型，具体装饰 /// </summary> public class StressTest : TestType { public StressTest(Product product) : base(product) { Name = "压力测试"; SpendTime = 200; } } }
运行后结果：
未执行ProductA测试时总共花费时间0 执行ProductA+手工测试总共花费时间200 ===================================== 执行ProductB+手工测试+压力测试+自动化测试总共花费时间500
应用场景
- 在无需修改代码的情况下即可使用对象， 且希望在运行时为对象新增额外的行为时可以使用装饰模式。因为装饰能将业务逻辑组织为层次结构，可为各层创建一个装饰， 在运行时将各种不同逻辑组合成对象。 由于这些对象都遵循通用接口， 客户端代码能以相同的方式使用这些对象。
- 如果用继承来扩展对象行为的方案难以实现或者根本不可行，可以使用装饰模式。
优缺点
优点
- 无需创建新子类即可扩展对象的行为。
- 可以在运行时添加或删除对象的功能。
- 可以用多个装饰封装对象来组合几种行为。
- 装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合。
- 单一职责原则。 可以将实现了许多不同行为的一个大类拆分为多个较小的类。
缺点
- 在封装器栈中删除特定封装器比较困难。
- 实现行为不受装饰栈顺序影响的装饰比较困难。
- 各层的初始化配置代码看上去可能会很糟糕。
