设计模式详解之结构型设计模式——适配器、装饰器

结构型设计模式

创建型设计模式主要是为了解决创建对象的问题，而结构型设计模式则是为了解决已有对象的使用问题。

适配器模式

适配器模式比较好理解，因为在我们的日常生活中就很常见，如耳机转换线、充电器适配器、插座等，举个最常见的例子：

插座就是个适配器，将一个接口扩展为多个接口，将墙上的双孔接口转换为三孔接口。而这也就是适配器的作用：将一个接口转换为用户期望的另一个接口。

适配器的使用场景：

• 需要使用第三方SDK的核心功能，但其接口或者功能不符合需求，这时可以使用适配器对其进行兼容和扩展
• 随着业务发展，旧接口已经不能满足需求，但重写代价又太大，这时可以使用适配器对接口功能进行扩展

注意：适配器是对已有资源进行兼容和扩展，属于一种折中的方式，如果可以的话，尽量重构系统而不是使用适配器

继承器的实现有两种方式：继承和组合,基于合成复用的原则，组合优于继承，所以应尽量使用组合的方式实现适配器。类图如下：

实现代码：

    //已有的旧接口,不兼容于现在的系统     public interface IAmericanElectrictService     {         int Get110VElectric();     }          //adaptee，需要适配的SDK     public class AmericanElectrictService : IAmericanElectrictService     {         public int Get110VElectric()         {             Console.WriteLine("美国的电压是110v，只能提供110V的电压");             return 110;         }     }          //已有接口，现在的系统需要使用这个接口     public interface IChineseElectricService     {         int Get220VElectric();     }          //适配器，采取组合的方式     //这里是为了适配已有接口，所以实现了这个接口     public class AdapterPattern : IChineseElectricService     {         private readonly IAmericanElectrictService _service;          public AdapterPattern(IAmericanElectrictService service)         {             this._service = service;         }         public int Get220VElectric()         {             var electric = this._service.Get110VElectric();             Console.WriteLine("劈里啪啦劈里啪啦，经过一番操作，现在电压转换为220V的了");             return electric + 110;         }     }          //使用适配器，将110V电压转换成220V     public class AdapterRunner : IRunner     {         public void Run()         {             //实际情况中，adaptee有可能是已有SDK，有可能是interface，通过IOC容器对应具体实现类             var americanElectric = new AmericanElectrictService();             var electric = americanElectric.Get110VElectric();             Console.WriteLine($"获得了{electric}V电压");             Console.WriteLine("使用适配器");             var adapter = new AdapterPattern(americanElectric);             electric = adapter.Get220VElectric();             Console.WriteLine($"使用适配器后获得了{electric}V电压");         }     }     //输出     //------------------------------------     //美国的电压是110v，只能提供110V的电压     //获得了110V电压     //使用适配器     //美国的电压是110v，只能提供110V的电压     //劈里啪啦劈里啪啦，经过一番操作，现在电压转换为220V的了     //使用适配器后获得了220V电压

总结

优点：

• 可以扩展和兼容现有类，灵活性高
• 提高了类的复用，原本不能使用的类适配后能使用

缺点：

• 适配器本质是套一层，如果使用过多，可能导致系统混乱，甚至出现套中套的复杂情况

装饰器模式

利用继承和组合，在不改变现有结构的情况下对功能进行扩展的模式称为装饰器模式

装饰器模式和适配器模式很像，但侧重点不一样。适配器的重心在于兼容已有系统，而装饰器的重心在于功能扩展。装饰器的类图如下：

上图中，基础装饰器继承抽象类，每个装饰器继承前一个装饰器，一步一步添加功能，并且所有装饰器都用到具体实现类，因为需要扩展具体功能。

这里其实就能看出一些装饰器和适配器的区别，适配器和装饰器都使用组合来包装已有类，不同的是装饰器用到了继承。装饰器的核心原则是里氏替换原则，即父类一定能被子类替换而不影响现有代码。实现代码如下：

//抽象基础类 public abstract class AbstractStudent {     public abstract void Study(); }  //具体实现类 public class Student : AbstractStudent {     public override void Study()     {         Console.WriteLine("我正在学习！！！");     } }   //基础装饰器，什么也不做 //注意，这里标记为抽象类，此后的装饰器以此为基础 public abstract class BaseDecorator : AbstractStudent {     private readonly AbstractStudent _student;     public BaseDecorator(AbstractStudent student)     {         this._student = student;     }     //这里使用override还是Virtual取决于AbstractStudent基础类是抽象类还是接口     public override void Study()     {         this._student.Study();     } }  //前缀装饰器，在调用具体功能前做点什么  public class PreDecorator : BaseDecorator {     public PreDecorator(AbstractStudent student) : base(student)     {     }     public override void Study()     {         Console.WriteLine("学习前看会儿小说");         base.Study();     } }  //后缀装饰器，在调用具体功能后做点什么 public class NextDecorator : PreDecorator {     public NextDecorator(AbstractStudent student) : base(student)     {     }     public override void Study()     {         base.Study();         Console.WriteLine("学习辛苦啦，奖励自己一包辣条");     } }  //测试代码 public class DecoratorRunner : IRunner {     public void Run()     {         Console.WriteLine("没有用装饰器的基本功能：");         var student = new Student();         student.Study();         Console.WriteLine();                  Console.WriteLine("使用前缀装饰器在基础功能之前做点什么");         var preDecorator = new PreDecorator(student);         preDecorator.Study();         Console.WriteLine();                  Console.WriteLine("使用后缀装饰器在前缀装饰器功能之后做点什么");         //注意：这里传入的前缀装饰器，在前缀装饰器的基础之上做扩展         var nextDecorator = new NextDecorator(student);         nextDecorator.Study();     } }  //输出：   //没有用装饰器的基本功能： //我正在学习！！！ // //使用前缀装饰器在基础功能之前做点什么 //学习前看会儿小说 //我正在学习！！！ // //使用后缀装饰器在前缀装饰器功能之后做点什么 //学习前看会儿小说 //我正在学习！！！ //学习辛苦啦，奖励自己一包辣条

可以看出，装饰器其实就是利用组合+继承(实现)+override不断包装和更新对象，使其功能得到扩展。装饰器是用于替换继承的设计模式，主要使用场景如下：

• 想扩展实现类的功能，又不想添加太多子类
• 需要动态增加和撤销功能(例如游戏技能)

装饰器的优点在于灵活，耦合性低，且不会改变现有结构。缺点则是嵌套过多会增加系统复杂度。