转载:设计模式之装饰者模式(Decorator Pattern)
一、引子—星巴兹咖啡

Beverage是抽象类,cost()是抽象方法,每个子类需要定义自己的实现。


但是购买咖啡时,需要加入各种调料:Steadmed Milk、Soy、Mocha等,加入不同的调料,收取不同的费用,所以订单系统需要考虑调料部分。

{dy}个尝试:

子类大爆炸,HouseBlend+SteadMed Milk、HouseBlend+ Soy、HouseBlend+Mocha、HouseBlend+SteadMed Milk+Soy、DarkRoast+Milk、Dark+soy+Mocha……得出不同的饮料子类+调料的价格。

问题:如果调料价格上涨,新增了一种调料,那会造成修改。

违反了2个原则。

第二个尝试:

利用实例变量和继承,就可以追踪这些调料。

先从Beverage基类下手,加上实例变量代表施肥加上调料(Soy,Milk,Mocha……)

基类Beverage的cost()不再是抽象方法,我们提供了cost()的实现,让他计算要加入各种饮料的调料价钱。子类仍将覆盖cost(),但是会调用超类的cost(),计算出基本饮料加上调料的价钱。

基类中加入了取得和设置调料的布尔值函数。(hasMilk和setMilk之类。)

每个饮料子类的cost()方法需要计算该饮料的价钱,然后通过调用超类的cost()实现,加入调料的价钱。



这种设计减少了类的个数,但是当需求或因素改变时会影响设计。

1.调料价格的改变会使我们更改现有代码;

2.一旦出现新调料,我们就要加上新的方法,并改变超类中的cos()方法;

3.以后可能开发出新饮料,对这些饮料而言(例如冰茶),某些调料可能并不适合,但是这个设计方案中,Tea子类仍然将继承那些不适合的方法,例如haSoy(茶+豆浆)

4.顾客想要双倍Mocha,怎末办?



二、开发--关闭原则

对扩展开放,对修改关闭。

如何让设计的每个部分都遵循开放—关闭原则?

通常办不到。要让OO设计同时具备开放和关闭性,又不修改现有的代码,需要花费很多时间和努力。遵循开放—关闭原则,通常会引入新的抽象层次,增加代码的复杂度。你只需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方,然后运用开放—关闭原则。



三、认识装饰者模式

我们已经了解了利用继承无法xx解决的问题:类数量爆炸、设计死板、以及基类加入的新功能并不能适用与所有子类。

这里采用不一样的做法:以饮料为主体,然后在运行时以调料来“装饰”饮料。



DarkRoast层:DarkRoast继承自Beverage,且有一个用来就是饮料价钱 cost()方法。

Mocha层:Mocha对象是一个装饰者,它的类型“反映”了它所装饰的对象。所谓“反映”指2者类型一致。所有,Mocha也有一个cost()方法。通过多态,也可以把Mocha所包裹的任何Beverage当成Beverage(因为Mocha是Beverage的子类型)

Whip层:Whip是一个装饰者,所有它也反映了DarkRoast类型,并包括一个cost()方法。所以,被Mocha和Whip包起来的DarkRoast对象仍然是一个Beverage,仍然可以具有DarkRoast的一切行为,包括调用它的cost()方法。

{zh1},是顾客结算的时候。如下图所示:


原创  设计模式系列之四:装饰者模式(Decorator Pattern) 收藏

一、引子—星巴兹咖啡

Beverage是抽象类,cost()是抽象方法,每个子类需要定义自己的实现。





但是购买咖啡时,需要加入各种调料:Steadmed Milk、Soy、Mocha等,加入不同的调料,收取不同的费用,所以订单系统需要考虑调料部分。

{dy}个尝试:

子类大爆炸,HouseBlend+SteadMed Milk、HouseBlend+ Soy、HouseBlend+Mocha、HouseBlend+SteadMed Milk+Soy、DarkRoast+Milk、Dark+soy+Mocha……得出不同的饮料子类+调料的价格。

问题:如果调料价格上涨,新增了一种调料,那会造成修改。

违反了2个原则。

第二个尝试:

利用实例变量和继承,就可以追踪这些调料。

先从Beverage基类下手,加上实例变量代表施肥加上调料(Soy,Milk,Mocha……)

基类Beverage的cost()不再是抽象方法,我们提供了cost()的实现,让他计算要加入各种饮料的调料价钱。子类仍将覆盖cost(),但是会调用超类的cost(),计算出基本饮料加上调料的价钱。

基类中加入了取得和设置调料的布尔值函数。(hasMilk和setMilk之类。)

每个饮料子类的cost()方法需要计算该饮料的价钱,然后通过调用超类的cost()实现,加入调料的价钱。



这种设计减少了类的个数,但是当需求或因素改变时会影响设计。

1.调料价格的改变会使我们更改现有代码;

2.一旦出现新调料,我们就要加上新的方法,并改变超类中的cos()方法;

3.以后可能开发出新饮料,对这些饮料而言(例如冰茶),某些调料可能并不适合,但是这个设计方案中,Tea子类仍然将继承那些不适合的方法,例如haSoy(茶+豆浆)

4.顾客想要双倍Mocha,怎末办?







二、开发--关闭原则

对扩展开放,对修改关闭。

如何让设计的每个部分都遵循开放—关闭原则?

通常办不到。要让OO设计同时具备开放和关闭性,又不修改现有的代码,需要花费很多时间和努力。遵循开放—关闭原则,通常会引入新的抽象层次,增加代码的复杂度。你只需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方,然后运用开放—关闭原则。



三、认识装饰者模式

我们已经了解了利用继承无法xx解决的问题:类数量爆炸、设计死板、以及基类加入的新功能并不能适用与所有子类。

这里采用不一样的做法:以饮料为主体,然后在运行时以调料来“装饰”饮料。



DarkRoast层:DarkRoast继承自Beverage,且有一个用来就是饮料价钱 cost()方法。

Mocha层:Mocha对象是一个装饰者,它的类型“反映”了它所装饰的对象。所谓“反映”指2者类型一致。所有,Mocha也有一个cost()方法。通过多态,也可以把Mocha所包裹的任何Beverage当成Beverage(因为Mocha是Beverage的子类型)

Whip层:Whip是一个装饰者,所有它也反映了DarkRoast类型,并包括一个cost()方法。所以,被Mocha和Whip包起来的DarkRoast对象仍然是一个Beverage,仍然可以具有DarkRoast的一切行为,包括调用它的cost()方法。

{zh1},是顾客结算的时候。如下图所示:



目前知道的:

1.装饰者和被装饰者有相同的超类型。

2.可以用一个或多个装饰者包装一个对象。

3.既然装饰者和被装饰者对象有相同的超类型,所以在任何需要原始对象(被包装)的场合,可以用装饰过的对象代替它。

4.装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与/或之后,加上自己的行为,以达到特定的目的。

5.对象可以在任何时候被装饰,所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象。



四、定义和类图

装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能,装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。



类图


结合装饰者模式类图画出星巴兹饮料的的机构



五、源代码
Beverage.cs

public abstract class Beverage

    {

        string description = "Unknown Beverage";

        public virtual string GetDescription()

        {

            return description;

        }

        public abstract double Cost();

    }



Expresso.cs

class Expresso:Beverage

    {

        public Expresso() { }



        public override double Cost()

        {            

            return 1.99;

        }



        public override string GetDescription()

        {

            return "Expresso";

        }        

    }



HouseBlend.cs

class HouseBlend:Beverage

    {

        public HouseBlend() { }



        public override double Cost()

        {

            return 0.89;

        }



        public override string GetDescription()

        {

            return "House Blend Coffe";

        }

    }



CondimentDecorator.cs

public abstract class CondimentDecorator:Beverage

    {

        public CondimentDecorator() { }        

    }



Mocha.cs

class Mocha:CondimentDecorator

    {

        Beverage berverage;



        public Mocha(Beverage berverage)

        {

            this.berverage = berverage;

        }



        public override string GetDescription()

        {

            return berverage.GetDescription() + ", Mocha";

        }



        public override double Cost()

        {           

            return 0.2 + berverage.Cost();

        }

    }



Soy.cs

class Soy:CondimentDecorator

    {

        Beverage beverage;



        public Soy(Beverage beverage)

        {

            this.beverage = beverage;

        }



        public override string GetDescription()

        {

            return beverage.GetDescription()+", Soy";

        }



        public override double Cost()

        {

            return 0.15 + beverage.Cost();

        }

    }



SteamedMilk.cs

class SteamedMilk:Beverage

    {

        Beverage beverage;



        public SteamedMilk(Beverage beverage)

        {

            this.beverage = beverage;

        }



        public override string GetDescription()

        {

            return beverage.GetDescription()+", Steamed Milk";

        }



        public override double Cost()

        {

            return 0.1 + beverage.Cost();

        }

    }



Program.cs

class Program

    {

        static void Main(string[] args)

        {

            Beverage berverage1 = new HouseBlend();

            System.Console.WriteLine(berverage1.GetDescription() + "元"
 + berverage1.Cost().ToString());



            Beverage berverage2 = new Expresso();

            berverage2 = new Mocha(berverage2);

            berverage2 = new Mocha(berverage2);

            berverage2 = new Soy(berverage2);

            System.Console.WriteLine(berverage2.GetDescription() + "元" 
+ berverage2.Cost().ToString());  

        }

    }


六、补充说明

问:如果将代码针对特定种类的具体组件(如HouseBlend),做一些特俗的事(如打折),我担心这样的设计是否恰当。因为一旦用装饰者包装HouseBlend,就会造成类型改变。

答:确实这样,如果你把代码写成依赖与具体的组件类型,那么装饰者就会导致程序出问题。只有在针对抽象组件类型编程时,才不会因为装饰者而受到影响。但是,如果的确针对特定的具体组件编程,就应该重新思考你的应用架构,以及装饰者是否合适。

装饰者通常用其他类似与工厂或生成器这样的模式创建,具体的组件和装饰者的创建过程会“封装的很好”。

装饰者模式能为设计注入弹性,但是会加入大量小类,偶尔会导致不易理解。

七、设计箱内的工具

OO原则

封装变化;

多用组合,少用继承;

针对接口编程,不针对实现编程;

为交互对象之间的松耦合设计而努力;

对扩展开发,对修改关闭;

装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能,装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案



要点

继承属于扩展形式之一,但不一定是达到弹性设计的{zj0}方案;

在设计中,应该允许行为可以被扩展,而无须修改现有的代码;

组合和委托可用于在运行时动态地加上新的行为;

除了继承,装饰者也可以扩展行为;

装饰者意味着一群装饰者类,这些类用来包装具体组件;

装饰者类反映吃被装饰的组件的类型(他们具有相同的类型,都经过接口或继承实现);

装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与/或之后,加上自己的行为,以达到特定的目的;

你可以用无数个装饰者包装一个组件;

装饰者一般对组件的客户是透明的,除非客户程序依赖组件的具体类型。

装饰者会导致设计中出现很多小对象,过度使用,会让程序变得复杂。
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