C#设计模式之4：装饰者模式

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背景是有一家星巴兹咖啡店，由于客源充足，所以决定重新设计他们的收费系统，以前的收费系统中只定义了一个表示饮料的Beverage的基类，它里面定义了一个Cost的方法用来计算饮料的花费，但是对于星巴兹来说他们的饮料的种类实在太多了，不能就每一种饮料就建立一个子类，类型爆炸！

所以要进行一番设计，来改变目前这种类型爆炸的局面。

利用继承设计子类的行为，实在编译时静态决定的，而且所有的子类都会继承到相同的行为，如果能够利用组合的做法扩展对象的行为，就可以在运行时动态的进行扩展。通过动态的组合对象，可以写新的代码添加新功能，而无须修改现有代码。既然没有改变现有代码，那么引进bug或者产生意外副作用的机会就会变得少很多。

设计原则：类应该对扩展开放，对修改关闭（开闭原则）

我们的目标是允许类容易扩展，在不修改现有代码的情况下，就可搭配新的行为，如果实现这样的目标，有什么好处呢？这样的设计具有弹性可以应对改变，可以接受新的功能来应对改变的需求。

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。需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方，然后应用开放-关闭原则。

按照上述原则分析需求，首先，我们把饮料当作主体，而各种调料当作装饰，用调料来装饰饮料，如果顾客想要摩卡和奶泡咖啡，那么要做的是：

①准备一个咖啡对象。

②用摩卡装饰他。

③用奶泡装饰他。

④调用cost方法。

在给出具体的做法之前，先给出装饰者模式的定义：动态的将责任附加到对象上，如要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

简单的来说，就是用Decorator来装饰ConcreteComponent，因为他们都具有相同的基类，达到了一种“类型匹配”的目的，而不是用来获取基类的行为。到时候，相关的类型之间能够被互相取代。

当我们将装饰着和组件组合时，就是在加入新的行为，所得到的新的行为，并不是继承得来的，而是有组合对象得来的。如果依赖继承，那么类的行为就是在编译时静态决定的。换句话说，行为如果不是来自基类，就是来自子类覆盖后的版本。反之，如果利用组合，可以把装饰着混合着用，而且是在运行时。

而且还可以在任何时候实现新的装饰者增加新的行为，如果依赖继承，每当需要新行为时，还得修改现有的代码。

设计流程

按照上面给的UML类图，首先从Beverage下手，这代表了一个Component，所有的类型都直接或者间接的从它继承，来获取类型的一致性。而这是Decorator的关键。

 public abstract class Beverage
    {
        public virtual string Description { get; set; }
        public abstract double Cost();
    }

接着，定义一个ConcreteComponent：

 public sealed class Espresso:Beverage//代表某种咖啡
    {
        public Espresso()
        {
            Description = "Espresso";
        }
        public override double Cost()
        {
            return 1.2D;
        }
    }

由于在Beverage中Cost是抽象方法，所以要在子类中去override。

再定义一个装饰者的基类，也就是类图上的CondimentDecorator：

 public abstract class CondimentDecorator : Beverage
    {
        public override string Description { get; set; }
    }

然后就是定义具体的装饰类：

 public class Mocha:CondimentDecorator//摩卡，一种咖啡的“装饰”
    {
        private readonly Beverage _beverage;

        public Mocha(Beverage beverage)
        {
            this._beverage = beverage;
        }
        public override string Description
        {
            get => _beverage.Description + "," + " Mocha";
            set => base.Description = value; }
        public override double Cost()
        {
            return 1.5 + _beverage.Cost();
        }
    }

然后测试一下：

 class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Beverage beverage=new Espresso();
            Console.WriteLine($"{beverage.Description},Cost is {beverage.Cost()}");
            beverage=new Mocha(beverage);//进一步装饰
            Console.WriteLine($"{beverage.Description},Cost is {beverage.Cost()}");
            beverage=new Mocha(beverage);//进一步装饰
            Console.WriteLine($"{beverage.Description},Cost is {beverage.Cost()}");
            Console.ReadKey();  
        }
    }