分类

结构型模式

定义

• 装饰模式(Decorator Pattern) 允许向一个现有对象添加新功能，同时又不改变其结构。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的前提下，提供了额外的功能。

意图

• 动态地给一个对象添加一些额外职责，就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

应用场景

• 扩展一个类的功能。
• 动态增加、撤销功能。

应用案例

• 孙悟空有72变，当他变成庙宇后，他的根本还是一只猴子，但他又有了庙宇的功能。
• 不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装订到框子里，这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

角色与结构图

• Component：抽象组件角色 定义一个接口。
• ConcreteComponent：具体组件角色 实现了抽象组件接口。
• Decorator：抽象装饰器角色 实现了抽象组件接口同时包装一个具体组件对象。
• ConcreteDecorator：具体抽象装饰器角色 实现了抽象装饰器中方法，并添加新的功能。
• Client：客户程序角色 使用组件和装饰器添加新功能。

下图解释了装饰模式中各角色的作用

<<------------------------装饰模式结构图--------------------------->>

示例代码

//定义对象接口，用来动态添加职责
abstract class Component{
    public abstract void Operation();
}

//具体对象
class ConcreteComponent : Component{
    public override void Operation(){
        Console.WriteLine("执行具体对象的操作!");
    }
}

//抽象装饰类
abstract class Decorator : Component{
    protected Component component;

    public void SetComponent(Component component){
        this.component = component;
    }

    public override void Operation(){
        if(component!=null){
            this.Component.Operation();
        }
    }
}

//具体装饰类
class ConcreteDecoratorA : Decorator{
    private string addedState;

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

        addedState = "New state";
        Console.WriteLine("具体装饰对象A的操作");
    }
}

class ConcreteDecoratorB : Decorator{
    public override void Operation(){
        base.Operation();

        AddedBehavior();
        Console.WriteLine("具体装饰对象B的操作");
    }

    private void AddedBehavior(){
        Console.WriteLine("添加一个新动作"); 
    }
}

//客户端
class Client{
    static void Main(String[] args){
        ConcreteComponent c = new ConcreteComponent();
        ConcreteDecoratorA d1 = new ConcreteDecoratorA();
        ConcreteDecoratorB d2 = new ConcreteDecoratorB();

        d1.SetComponent(c);
        d2.SetComponent(d1);
        d2.Operation();
        Console.ReadLine();
    }
}

// 其他例子
namespace StructuralPattern
{
    // 装饰器设计模式
    class Decorator
    {
        public static void Main()
        {
           ShapeDecorator decorator = new RedShapDecorator(new Rectangle());
           decorator.Draw();
           Console.ReadKey();
        }
    }
    
    // 定义一个形状接口
    public interface Shape
    {
        void Draw();
    }

    // 矩形
    public class Rectangle : Shape
    {
        public void Draw()
        {
            Console.WriteLine("绘制了一个矩形");
        }
    }

    // 圆形
    public class Circle : Shape
    {
        public void Draw()
        {
            Console.WriteLine("绘制了一个圆形");
        }
    }

    // 定义一个实现了Shape接口的shape装饰器
    public abstract class ShapeDecorator : Shape
    {
        protected Shape shape;

        public virtual void Draw()
        {
            this.shape.Draw();
        }
    }

    // 定义了一个具体的红色形状装饰器类
    public class RedShapDecorator : ShapeDecorator
    {
        public RedShapDecorator(Shape shape)
        {
            this.shape = shape;
        }

        public override void Draw()
        {
            base.Draw();
            //装饰器添加了边框，扩展了绘图功能
            this.SetBorder(shape);
        }

        private void SetBorder(Shape shape)
        {
            Console.WriteLine("给形状添加个红色边框功能！");
        }
    }
}

优点

• 把类中的装饰功能从类中搬移去除，这样可以简化原有的类。这样有效的把类的核心职责和装饰功能区分开来，而且可以去除相关类中复杂的装饰逻辑。
• 装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点

• 多层装饰比较复杂。

小结

• 装饰模式是利用 SetComponent 来对对象进行包装的，这样每个装饰对象的实现就和使用这个装饰对象分离开了。每个装饰对象只关心自己的功能，不需要关心如何被添加到对象链当中。
• 装饰模式是为已有功能动态的添加更多功能的一种方式。
• 当系统需要新功能的时候，是向旧的类中添加新代码，这些新加的代码通常装饰了原有类的核心职责或主要行为。装饰模式提供了一种非常好的解决方案，它把每个要装饰的功能放在单独的类中，并让这个类包装它所要装饰的对象，因此，当需要执行特殊行为时，客户代码就可以根据需要有选择地、按顺序地使用装饰功能包装对象了。
• 主要解决？一般的，我们为了扩大一个类经常使用继承的方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。
• 何时使用？在不想增加很多子类的情况下扩展类。
• 如何解决？将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。
• 注意：可代替继承。

一句话概括

动态的给对象添加新功能。