C#面向对象设计模式纵横谈：Decorator 装饰模式

　　子类复子类，子类何其多

　　假如我们需要为游戏中开发一种坦克，除了各种不同的型号的坦克外，我们还希望在不同场合中为其增加以下一种或多种功能：比如红外线夜视功能，比如水陆两栖功能，比如卫星定位功能等等。

　　如果再添加一种功能D，那么需要增加的T50子类的数量可想而知，而这只是T50这个类型，如果还有其他T70等类型，那么需要新添加的子类将不可计数。

　　动机（Motivation）

　　上述描述的问题根源在于我们“过度地使用了继承来扩展对象的功能”，由于继承为类型引入的静态特质（所谓静态特质，就是说如果想要某种功能，我们必须在编译的时候就要定义这个类，这也是强类型语言的特点。静态，就是指在编译的时候要确定的东西；动态，是指运行时确定的东西），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），各种子类的组合（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”能够根据需要来动态（即运行时）地实现？同时避免“扩展功能的增多”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。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　——《设计模式》GoF

　　例说Decorator应用

　　以前面的例子为例

　　（纠正：Tank应该也是抽象类）

　　这里用到了C#对于接口的显示实现，它在继承的类里面是个私有的方法，但是在接口中又是公有的。下面是Decorator模式的实现：

　　这里Decorator类虽然继承自Tank，但它实际上应该是接口继承，而不是类继承。

　　（纠正：DecoratorA还应该写自己的构造器，因为构造器不继承）当然，如果不需要对Shot方法或者Run方法进行扩展，可以不override它。

　　Decorator的结构如下

　　客户代码

　　可以看到，在Decorator的构造器中，我们除了传入Tank外，同样可以传入Decorator自己作为构造器，这样装饰的功能就能够进行叠加。这也是为什么我们让Decorator抽象类继承自Tank抽象类的原因。因此，如果现在需要加一个功能，我们只需要添加一个功能的装饰子类就可以了，不需要添加其它的子类。它好就好在拥有运行时的灵活性，可以在需要用时随意组合功能，而不需要静态地把各种功能组合写死在代码中。

　　结构（Structure）

　　Component对应于Tank抽象类或接口；ConcreteComponent是Tank的具体实体类，对应于T50、T75、T90。

　　我们需要注意的是Decorator和Component的关系，首先是继承关系（Is-A关系，这个Is-A关系其实是接口继承，而不是类继承），然后是Decorator里有一个Component的关系（Has-A关系）。拥有这两重关系的优势就是能够组合起来，让它可以不断地扩展，把一个个装饰串起来。

　　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（就是在客户代码Main函数里写的代码）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”。Component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Component类应该透明——换言之Component类无需知道Decorator类，Decorator类是从外部来扩展Component类的功能。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。但在实现上有表现为Has-A：Component的组合关系，即Decorator类又使用了另外一个Component类。我们可以使用一个或者多个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。

　　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。

　　.NET框架中的Decorator应用

　　Stream是一个抽象接口，它在System.IO里面，它其实就是Component。FileStream、NetworkStream、MemoryStream都是实体类ConcreteComponent。右边的BufferedStream、CryptoStream是装饰对象，它们都是继承了Stream接口的。

　　BufferedStream

　　BufferedStream继承自Stream，又含有Stream作为属性。有一点不同的是，BufferedStream这个具体的装饰类没有抽象类，直接继承自抽象主体Stream接口，它让Decorator抽象类退化了，但这点不同并不影响Decorator模式的本质。