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对设计模式的总结之装饰模式与代理模式

前言

      面向对象编程追求的本质-提高扩展性、可维护性、灵活性和复用性。合理利用面向对象6个原则,能够很好的达到要求。如何利用好就是至关重要的了,前人总结了23+个设计模式能够让初学者更容易学到其中的精髓,本文就说说我对本人对装饰模式与代理模式的见解。

设计模式链接

  1. 对设计模式的总结之原则

  2. 对设计模式的总结之简单工厂与策略模式
  3. 对设计模式的总结之装饰模式与代理模式

装饰模式与代理模式

装饰模式

      项目中要实现某个功能,前提条件是:1、该功能由许多单一功能的小功能组合而成;2、该功能中需要实现可灵活改变内部小功能的执行顺序;3、该功能内部的小功能不是固定的;4、用面向对象设计编程。

      就比如装修房子:首先房子整体风格有多种,什么欧式风格,田园风格,地中海风格。每种风格中所用的家具种类和家具数量也不一样。要实现这个装修功能,咋个整啦?

      有人会马上想到:继承,先建立两个抽象类(选择装修风格抽象和家具装修抽象)。具体风格类继承装修风格抽象类,具体家具类继承家具装修抽象类,客户端先选用具体风格,在更具具体风格去调用具体家具装饰。这样子看起来还不错,但是当风格和家具多了,而且每种风格的家具又是可变的,后期扩展又都会去更改抽象就很麻烦。

      有处理这种特殊例子的好办法吗?有,那就是装饰者模式。在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

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基本用法

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        /// <summary>    /// 房屋    /// </summary>    public abstract class Home    {        /// <summary>        /// 装修抽象        /// </summary>        /// <returns></returns>        public abstract string Decoration();    }    /// <summary>    /// 装饰抽象类,要让装饰完全取代抽象组件,所以必须继承自Home    /// </summary>    public abstract class Decorator:Home    {        private Home home;        public Decorator(Home home)        {            this.home = home;        }        /// <summary>        /// 装饰抽象        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string Decoration()        {            string result = string.Empty;            if (home!=null)            {                result= home.Decoration();            }            return result;        }    }    /// <summary>    /// 北欧风格    /// </summary>    public class HomeOfEuropeanStyle:Home    {        /// <summary>        /// 北欧风格装修        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string Decoration()        {            return "北欧风格装修(特有的操作)开始:\r\n1、相关的设计师设计出图纸;2、北欧风基础装修。\r\n";        }    }    /// <summary>    /// 田园风    /// </summary>    public class HomeOfCountrysideStyle:Home    {        /// <summary>        /// 田园风装修        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string Decoration()        {            return "田园风格装修(特有的操作)开始:\r\n1、相关的设计师设计出图纸;2、田园风基础装修。\r\n";        }    }    /// <summary>    /// 沙发    /// </summary>    public class FurnitureOfSofa:Decorator    {        public FurnitureOfSofa(Home home) :base(home){}        /// <summary>        /// 具体装饰        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string Decoration()        {            string result = base.Decoration();            return result+ CutisVeraSofa();        }        /// <summary>        /// 安装真皮沙发        /// </summary>        /// <returns></returns>        private string CutisVeraSofa()        {            return "\r\n给装修的房子选择真皮沙发。";        }    }    /// <summary>    /// 饭桌    /// </summary>    public class FurnitureOfDinningTable : Decorator    {        public FurnitureOfDinningTable(Home home):base(home){ }        /// <summary>        /// 具体饭桌装饰        /// </summary>        /// <returns></returns>        public override string Decoration()        {            string result = base.Decoration();            return result + SolidWoodTablt();        }        /// <summary>        /// 安装实木餐桌        /// </summary>        /// <returns></returns>        private string SolidWoodTablt()        {            return "\r\n给装修的房子选择实木餐桌。";        }    }
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总结

      问题:为什么装饰者模式里面有继承,为什么又不用啦?

      回答:这就是装饰者模式一大优点,这里抽象只做类型规范作用,不实现方法的复制。装饰者和被装饰者是同一个类型,这样被装饰者拥有了装饰者独有的功能。这样子我们可以在任何时候,给新的装饰者增加新的行为。如果是用继承,每当需要增加新的行为时,就要修改原程序的基类了。

      优缺点:

  1. 被装饰者和装饰者继承同一个基类,客户端可以用一种方式与装饰者和被装饰者交互。
  2. 装饰者和被装饰者是同一个类型,这样被装饰者拥有了装饰者独有的功能。
  3. 装饰者模式是用继承对象规定类型,不做方法复制,提高了灵活性。
  4. 客户端可以随意选择装饰者,组合成个数、排列不同的组合,提高了灵活性。
  5. 增加了提高了编码复杂度。

      使用场景:

  1. 需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
  2. 需要灵活动态添加/排序/减少功能。
  3. 整个功能不同组合都会生成大类子类的情况。

代理模式

      毕业季到了,许多同学也将结束啃老族的生活,步入社会的大家庭自力更生-找工作。在以前,同学们就是频繁的进出各个人才招聘市场,每天都累成死狗一样,最后效果还不咋滴。近年来,招聘中介网步入人才市场,很好的解决了招聘单位和被招聘者费时费力却都不如意的问题。

      在软件设计中,由于某些情况,客户端不想或不能直接访问一个对象,此时可以通过一个称为“代理”的角色来实现间接访问,该方案对应的设计模式被称为代理模式(给某一个对象提供一个代理或占位符,并由代理对象来控制对原对象的访问)。代理模式是一种应用很广泛的结构型设计模式,而且变化形式非常多,常见的代理形式包括远程代理、保护代理、虚拟代理、缓冲代理、职能引用代理等。

      代理模式分类:

  1. 远程代理(Remote Proxy):为一个位于不同的地址空间的对象提供一个本地的代理对象,这个不同的地址空间可以是在同一台主机中,也可是在另一台主机中(eg:WebService,WCF之类的)。
  2. 虚拟代理(Virtual Proxy):如果需要创建一个资源消耗较大的对象,先创建一个消耗相对较小的对象来表示,真实对象只在需要时才会被真正创建(eg:浏览器分阶段载入信息,先文字再图片)。
  3. 保护代理(Protect Proxy):控制对一个对象的访问,可以给不同的用户提供不同级别的使用权限(eg:多级权限系统)。
  4. 缓冲代理(Cache Proxy):为某一个目标操作的结果提供临时的存储空间,以便多个客户端可以共享这些结果(eg:访问频繁时用的缓冲机制)。
  5. 智能引用代理(Smart Reference Proxy):当一个对象被引用时,提供一些额外的操作,例如将对象被调用的次数记录下来等。

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基本用法

      业务需求:系统中需要一个角色与各种游戏服务端交互的功能,在交互之前必须回去权限,在交互之后要统计交互信息。

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    /// <summary>    /// 与游戏端交互抽象    /// </summary>    public abstract class Interaction    {        /// <summary>        /// 与游戏交互抽象方法        /// </summary>        /// <param name="sLoginName">账号</param>        /// <param name="AppId">游戏AppId</param>        /// <returns></returns>        public abstract string InteractionWithGame(string sLoginName,string AppId);    }    /// <summary>    /// 真实的与游戏交互类    /// </summary>    public class RealInteraction: Interaction    {        /// <summary>        /// 与游戏交互        /// </summary>        /// <param name="sLoginName"></param>        /// <param name="AppId"></param>        /// <returns></returns>        public override string InteractionWithGame(string sLoginName, string AppId)        {            return sLoginName+$"正在与游戏:{AppId}交互...";        }    }    /// <summary>    /// 与游戏交互代理    /// </summary>    public class ProxyInteraction:Interaction    {        /// <summary>        /// 真实的与游戏交互变量        /// </summary>        private RealInteraction realInteraction=new RealInteraction();        /// <summary>        /// 权限验证变量        /// </summary>        private Validator validator;        /// <summary>        /// 统计功能比那辆        /// </summary>        private Statistics statistics;        /// <summary>        /// 代理与游戏交互        /// </summary>        /// <param name="sLoginName"></param>        /// <param name="AppId"></param>        /// <returns></returns>        public override string InteractionWithGame(string sLoginName, string AppId)        {            //如果身份验证成功,则执行交互            if (this.Validate(sLoginName))            {                //调用真实主题对象的交互方法                  string result = realInteraction.InteractionWithGame(sLoginName, AppId);                //交互统计                  this.StatisticsInfo(sLoginName, AppId);                                                                         return result;            }            else            {                return null;            }        }        /// <summary>        /// 创建访问验证对象并调用其Validate()方法实现身份验证获取权限          /// </summary>        /// <param name="userId"></param>        /// <returns></returns>        private bool Validate(string userId)        {            validator = new Validator();            return validator.Validate(userId);        }        /// <summary>        /// 交互统计        /// </summary>        /// <param name="sLoginName"></param>        /// <param name="AppId"></param>        private void StatisticsInfo(string sLoginName, string AppId)        {            statistics = new Statistics();            statistics.InteractionStatistics(sLoginName, AppId);        }    }   public class Validator    {        /// <summary>        /// 判断是否有权限        /// </summary>        /// <param name="sLoginName"></param>        /// <returns></returns>        public bool Validate(string sLoginName)        {            //在数据库中验证用户是否是合法            if (sLoginName.Equals("铁锅盖"))            {                return true;            }            else            {                return false;            }        }    }public class Statistics    {        /// <summary>        /// 交互统计        /// </summary>        /// <param name="sLoginName"></param>        /// <param name="AppId"></param>        public string InteractionStatistics(string sLoginName, string AppId)        {            return "不同账号和不同游戏服务交互统计信息";        }    }Client:        /// <summary>        /// 代理模式        /// </summary>        /// <param name="sender"></param>        /// <param name="e"></param>        private void btn_proxy_Click(object sender, EventArgs e)        {            Interaction interaction = new ProxyInteraction();            txt_description.Text = interaction.InteractionWithGame("铁锅盖", "1001");        }
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总结

      优缺点:

  1. 客户通过代理调用功能,降低了耦合性。
  2. 更改代理,可以搭配出许多功能,增加了代码灵活性和可扩展性。
  3. 远程代理可以将功能分散到其他服务端,提高系统效率;缓存代理可使高频率访问对象访问速率更快;保护代理可以控制访问权限。
  4. 在使用者和被使用者中间加了代理,在一定程度上降低了处理速率。

      使用场景:

  1. 当客户端对象需要访问远程主机中的对象时可以使用远程代理。
  2. 当需要用一个消耗资源较少的对象来代表一个消耗资源较多的对象,从而降低系统开销、缩短运行时间时可以使用虚拟代理,例如一个对象需要很长时间才能完成加载时。
  3. 当需要为某一个被频繁访问的操作结果提供一个临时存储空间,以供多个客户端共享访问这些结果时可以使用缓冲代理。
  4. 当需要控制对一个对象的访问,为不同用户提供不同级别的访问权限时可以使用保护代理。
  5. 当需要为一个对象的访问(引用)提供一些额外的操作时可以使用智能引用代理。

装饰模式与代理模式区别

     从UML类图可以看出来,装饰模式和代理模式在结构上很相似。都是真实类与代理/装饰继承同一个基类。那它们又有何差别啦?

     使用代理模式,代理和真实对象之间的的关系通常在编译时就已经确定了,而装饰者能够在运行时动态的被构造。代理模式中,代理类对被代理的对象有控制权,决定其执行或者不执行。而装饰模式中,装饰类对代理对象没有控制权,只能为其增加一层装饰,以加强被装饰对象的功能。

   

对设计模式的总结之装饰模式与代理模式