1、子类复子类,子类何其多
1)假如咱们须要为游戏中开发一种坦克,除了各类不一样型号的坦克外,咱们还但愿在不一样场合中为其增长如下一种或多种功能:好比红外线夜视功能,好比水陆两栖功能,好比卫星定位功能等等。
2)这是游戏的设计坦克,所以这个定位要定位在软件的组件的设计。设计模式
//坦克抽象类
public abstract class Tank
{
public abstract void Shot();
public abstract void Run();
}
//各类型号
public class T50 : Tank
{
//.....
}
public class T75 : Tank
{
//.....
}
public class T90 : Tank
{
//.....
}
//各类不一样功能的组合
public class T50A : T50, IA
{
//......
}
public class T50B : T50, IB
{
//......
}
public class T50C : T50, IC
{
//......
}
public class T50AB : T50, IA, IB
{
//......
}
public class T50BC : T50, IB, IC
{
//......
}
public class T50ABC : T50, IA, IB, IC
{
//......
}
......
3)分析:随着功能的扩展(各类功能的排列组合),子类会急剧膨胀。一个微小的变更就带来了很大的震动,
这时候咱们引入了装饰(Decorator)模式解决这类问题。
2、动机(Motivation)
1)上述描述的问题根源在于咱们“过分地使用了继承来扩展对象的功能”,因为继承为类型引入的静态特质,使得这种扩展方式缺少灵活性;而且随着子类的增多(扩展功能的增多),各类子类的组合(扩展功能的组合)会致使更多子类的膨胀(多继承)。
2)如何使“对象功能的扩展”可以根据须要来动态地实现?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”所致使 的影响将为最低?
3、意图(Intent)
动态地给一个对象增长一些额外的职责(功能)。就增长功能而言,Decorator模式比生成子类更为灵活。
——《设计模式》GoF
4、实例:扩展坦克在不一样场合下的功能
1)下面用类继承的解决办法,扩展多种功,会致使子类过多
//坦克的抽象类
public abstract class Tank
{
//各类功能
public abstract void Shot();
public abstract void Run();
}网络
//各类型号的坦克
public class T50 : Tank
{
public override void Shot()
{
}
public override void Run()
{
}
}ide
public class T75 : Tank
{
public override void Shot()
{
}
public override void Run()
{
}
}this
public class T90 : Tank
{
public override void Shot()
{
}
public override void Run()
{
}
}加密
//扩展功能的接口
public interface IA
{
//扩展功能
void ShotA();
void RunA();
}设计
public class T50 : Tank, IA
{
private void IA.ShotA()
{
}
private void IA.RunA()
{
}
public override void Shot()
{
this.ShotA(); //功能扩展
//do shot...
base.Shot();
}
public override void Run()
{
this.RunA();//功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}对象
2)应用Decorator模式设计功能扩展
//坦克的抽象类
public abstract class Tank
{
//各类功能
public abstract void Shot();
public abstract void Run();
}继承
//T50型号的坦克
public class T50 : Tank
{
public override void Shot()
{
}
public override void Run()
{
}
}接口
//扩展功能
public abstract class Decorator : Tank //实际是接口继承
{
private Tank _tank; //Has-A 对象组合
public Decorator(Tank tank)
{
this._tank = tank;
}
public override void Shot()
{
_tank.Shot();
}
public override void Run()
{
_tank.Run();
}
}游戏
public class DecoratorA : Decorator
{
//构造器是不继承的,要进行相应设置
public DecoratorA(Tank tank) : base(tank)
{
}
public override void Shot()
{
//红外功能扩展
//do shot...
base.Shot();
}
public override void Run()
{
//红外功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}
public class DecoratorB : Decorator
{
//构造器是不继承的,要进行相应设置
public DecoratorB(Tank tank) : base(tank)
{
}
public override void Shot()
{
//水陆两栖功能扩展
//do shot...
base.Shot();
}
public override void Run()
{
//水陆两栖功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}
public class DecoratorC : Decorator
{
//构造器是不继承的,要进行相应设置
public DecoratorC(Tank tank) : base(tank)
{
}
public override void Shot()
{
//卫星定位功能扩展
//do shot...
base.Shot();
}
public override void Run()
{
//卫星定位功能扩展
//do run...
base.Run();
}
}
//客户程序
class App
{
public static void Main()
{
Tank tank = new T50();
DecoratorA da = new DecoratorA(tank);//红外
DecoratorB db = new DecoratorB(da);//红外,两栖
DecoratorC dc = new DecoratorB(db);//红外,两栖,卫星定位
}
}
5、Decorator模式的几个要点 1)经过采用组合、而非继承的手法,Decorator模式实现了在运行时动态地扩展对象功能的能力,并且能够根据须要扩展多个功能。避免了单独使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。 2)Component类在Decorator模式中充当抽象接口的角色,不该该去实现具体的行为。并且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。 3)Decorator类在接口上表现为is-a Component的继承关系,即Decorator类继承了Component类所具备的接口。但在实现上又表现为has-a Component的组合关系,即Decorator类又使用了另一个Component类。咱们可使用一个 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。 4)Decorator模式并不是解决“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。 6、.NET框加中的Decorator应用 抽象接口: Stream(流) 实体类:继承Stream FileStream(文件流) NetworkStream(网络流) MemoryStrem(内存流) 装饰对象:继承Stream,内部还包括一个Stream字段 BufferedStream(缓冲功能扩展) CryptoStream(加密功能扩展)