C#装饰器模式详解（手把手教你实现灵活的对象功能扩展）

什么是装饰器模式？

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你通过将对象放入包含行为的特殊封装对象中来为原对象动态地添加新的行为。这种模式遵循“开闭原则”——对扩展开放，对修改关闭。

使用C#设计模式教程中的装饰器模式，可以避免创建大量子类来实现不同功能组合的问题，让代码更灵活、可维护性更高。

装饰器模式的核心角色

• Component（组件）：定义被装饰对象和装饰器的共同接口。
• ConcreteComponent（具体组件）：被装饰的具体对象。
• Decorator（装饰器）：持有对Component的引用，并定义与Component一致的接口。
• ConcreteDecorator（具体装饰器）：实际添加额外职责的类。

实战案例：咖啡店点单系统

假设你正在开发一个咖啡店点单系统。基础咖啡有美式咖啡（Americano），顾客还可以选择添加牛奶、糖或奶油。每种添加都会改变价格和描述。如果用继承方式，组合爆炸会让你崩溃！而用面向对象编程装饰器，一切变得优雅。

第一步：定义组件接口

public abstract class Beverage{    public string Description = "Unknown Beverage";    public virtual string GetDescription()    {        return Description;    }    public abstract double Cost();}

第二步：实现具体组件

public class Americano : Beverage{    public Americano()    {        Description = "Americano Coffee";    }    public override double Cost()    {        return 2.0;    }}

第三步：创建装饰器基类

public abstract class CondimentDecorator : Beverage{    public abstract override string GetDescription();}

第四步：实现具体装饰器

public class Milk : CondimentDecorator{    Beverage beverage;    public Milk(Beverage beverage)    {        this.beverage = beverage;    }    public override string GetDescription()    {        return beverage.GetDescription() + ", Milk";    }    public override double Cost()    {        return beverage.Cost() + 0.5;    }}public class Sugar : CondimentDecorator{    Beverage beverage;    public Sugar(Beverage beverage)    {        this.beverage = beverage;    }    public override string GetDescription()    {        return beverage.GetDescription() + ", Sugar";    }    public override double Cost()    {        return beverage.Cost() + 0.2;    }}

第五步：客户端使用

class Program{    static void Main(string[] args)    {        Beverage beverage = new Americano();        Console.WriteLine($"{beverage.GetDescription()} $ {beverage.Cost()}");        beverage = new Milk(beverage);        beverage = new Sugar(beverage);        Console.WriteLine($"{beverage.GetDescription()} $ {beverage.Cost()}");        // 输出: Americano Coffee, Milk, Sugar $ 2.7    }}

装饰器模式的优点

• 比静态继承更灵活，可以在运行时动态添加/移除功能。
• 避免类爆炸问题，符合单一职责原则。
• 装饰器和被装饰对象可以独立发展，互不影响。

适用场景

当你需要在不修改原始类的前提下，给对象添加新功能；或者需要组合多种可选功能时，C#装饰器模式是非常理想的选择。例如：I/O流处理、UI控件增强、日志记录包装等。

通过本篇C#设计模式教程，相信你已经掌握了装饰器模式的核心思想和实现方法。快去你的项目中试试吧！