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C#設(shè)計模式之適配器模式與裝飾器模式的實現(xiàn)

 更新時間:2022年04月27日 15:54:25   作者:北冥蝦  
創(chuàng)建型設(shè)計模式主要是為了解決創(chuàng)建對象的問題,而結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式則是為了解決已有對象的使用問題。本文將用C#語言實現(xiàn)結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式中的適配器模式與裝飾器模式,感興趣的可以了解一下

結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式

創(chuàng)建型設(shè)計模式主要是為了解決創(chuàng)建對象的問題,而結(jié)構(gòu)型設(shè)計模式則是為了解決已有對象的使用問題。

適配器模式

適配器模式比較好理解,因為在我們的日常生活中就很常見,如耳機轉(zhuǎn)換線、充電器適配器、插座等,舉個最常見的例子:

插座就是個適配器,將一個接口擴展為多個接口,將墻上的雙孔接口轉(zhuǎn)換為三孔接口。而這也就是適配器的作用:將一個接口轉(zhuǎn)換為用戶期望的另一個接口。

適配器的使用場景:

  • 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,這時可以使用適配器對其進行兼容和擴展
  • 隨著業(yè)務(wù)發(fā)展,舊接口已經(jīng)不能滿足需求,但重寫代價又太大,這時可以使用適配器對接口功能進行擴展

注意:適配器是對已有資源進行兼容和擴展,屬于一種折中的方式,如果可以的話,盡量重構(gòu)系統(tǒng)而不是使用適配器

繼承器的實現(xiàn)有兩種方式:繼承組合,基于合成復(fù)用的原則,組合優(yōu)于繼承,所以應(yīng)盡量使用組合的方式實現(xiàn)適配器。類圖如下:

實現(xiàn)代碼

//已有的舊接口,不兼容于現(xiàn)在的系統(tǒng)
    public interface IAmericanElectrictService
    {
        int Get110VElectric();
    }
    
    //adaptee,需要適配的SDK
    public class AmericanElectrictService : IAmericanElectrictService
    {
        public int Get110VElectric()
        {
            Console.WriteLine("美國的電壓是110v,只能提供110V的電壓");
            return 110;
        }
    }
    
    //已有接口,現(xiàn)在的系統(tǒng)需要使用這個接口
    public interface IChineseElectricService
    {
        int Get220VElectric();
    }
    
    //適配器,采取組合的方式
    //這里是為了適配已有接口,所以實現(xiàn)了這個接口
    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,經(jīng)過一番操作,現(xiàn)在電壓轉(zhuǎn)換為220V的了");
            return electric + 110;
        }
    }
    
    //使用適配器,將110V電壓轉(zhuǎn)換成220V
    public class AdapterRunner : IRunner
    {
        public void Run()
        {
            //實際情況中,adaptee有可能是已有SDK,有可能是interface,通過IOC容器對應(yīng)具體實現(xiàn)類
            var americanElectric = new AmericanElectrictService();
            var electric = americanElectric.Get110VElectric();
            Console.WriteLine($"獲得了{electric}V電壓");
            Console.WriteLine("使用適配器");
            var adapter = new AdapterPattern(americanElectric);
            electric = adapter.Get220VElectric();
            Console.WriteLine($"使用適配器后獲得了{electric}V電壓");
        }
    }
    //輸出
    //------------------------------------
    //美國的電壓是110v,只能提供110V的電壓
    //獲得了110V電壓
    //使用適配器
    //美國的電壓是110v,只能提供110V的電壓
    //劈里啪啦劈里啪啦,經(jīng)過一番操作,現(xiàn)在電壓轉(zhuǎn)換為220V的了
    //使用適配器后獲得了220V電壓

總結(jié)

優(yōu)點:

  • 可以擴展和兼容現(xiàn)有類,靈活性高
  • 提高了類的復(fù)用,原本不能使用的類適配后能使用

缺點:

  • 適配器本質(zhì)是套一層,如果使用過多,可能導(dǎo)致系統(tǒng)混亂,甚至出現(xiàn)套中套的復(fù)雜情況

裝飾器模式

利用繼承和組合,在不改變現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的情況下對功能進行擴展的模式稱為裝飾器模式

裝飾器模式和適配器模式很像,但側(cè)重點不一樣。適配器的重心在于兼容已有系統(tǒng),而裝飾器的重心在于功能擴展。裝飾器的類圖如下:

上圖中,基礎(chǔ)裝飾器繼承抽象類,每個裝飾器繼承前一個裝飾器,一步一步添加功能,并且所有裝飾器都用到具體實現(xiàn)類,因為需要擴展具體功能。

這里其實就能看出一些裝飾器和適配器的區(qū)別,適配器和裝飾器都使用組合來包裝已有類,不同的是裝飾器用到了繼承。裝飾器的核心原則是里氏替換原則,即父類一定能被子類替換而不影響現(xiàn)有代碼。

實現(xiàn)代碼

//抽象基礎(chǔ)類
public abstract class AbstractStudent
{
    public abstract void Study();
}
 
//具體實現(xiàn)類
public class Student : AbstractStudent
{
    public override void Study()
    {
        Console.WriteLine("我正在學(xué)習(xí)?。。?);
    }
}
 
//基礎(chǔ)裝飾器,什么也不做
//注意,這里標(biāo)記為抽象類,此后的裝飾器以此為基礎(chǔ)
public abstract class BaseDecorator : AbstractStudent
{
    private readonly AbstractStudent _student;
    public BaseDecorator(AbstractStudent student)
    {
        this._student = student;
    }
    //這里使用override還是Virtual取決于AbstractStudent基礎(chǔ)類是抽象類還是接口
    public override void Study()
    {
        this._student.Study();
    }
}
 
//前綴裝飾器,在調(diào)用具體功能前做點什么
 public class PreDecorator : BaseDecorator
{
    public PreDecorator(AbstractStudent student) : base(student)
    {
    }
    public override void Study()
    {
        Console.WriteLine("學(xué)習(xí)前看會兒小說");
        base.Study();
    }
}
 
//后綴裝飾器,在調(diào)用具體功能后做點什么
public class NextDecorator : PreDecorator
{
    public NextDecorator(AbstractStudent student) : base(student)
    {
    }
    public override void Study()
    {
        base.Study();
        Console.WriteLine("學(xué)習(xí)辛苦啦,獎勵自己一包辣條");
    }
}
 
//測試代碼
public class DecoratorRunner : IRunner
{
    public void Run()
    {
        Console.WriteLine("沒有用裝飾器的基本功能:");
        var student = new Student();
        student.Study();
        Console.WriteLine();
        
        Console.WriteLine("使用前綴裝飾器在基礎(chǔ)功能之前做點什么");
        var preDecorator = new PreDecorator(student);
        preDecorator.Study();
        Console.WriteLine();
        
        Console.WriteLine("使用后綴裝飾器在前綴裝飾器功能之后做點什么");
        //注意:這里傳入的前綴裝飾器,在前綴裝飾器的基礎(chǔ)之上做擴展
        var nextDecorator = new NextDecorator(student);
        nextDecorator.Study();
    }
}
 
//輸出:  
//沒有用裝飾器的基本功能:
//我正在學(xué)習(xí)?。?!
//
//使用前綴裝飾器在基礎(chǔ)功能之前做點什么
//學(xué)習(xí)前看會兒小說
//我正在學(xué)習(xí)?。?!
//
//使用后綴裝飾器在前綴裝飾器功能之后做點什么
//學(xué)習(xí)前看會兒小說
//我正在學(xué)習(xí)?。?!
//學(xué)習(xí)辛苦啦,獎勵自己一包辣條 

可以看出,裝飾器其實就是利用組合+繼承(實現(xiàn))+override不斷包裝和更新對象,使其功能得到擴展。裝飾器是用于替換繼承的設(shè)計模式,主要使用場景如下:

  • 想擴展實現(xiàn)類的功能,又不想添加太多子類
  • 需要動態(tài)增加和撤銷功能(例如游戲技能)

裝飾器的優(yōu)點在于靈活,耦合性低,且不會改變現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。缺點則是嵌套過多會增加系統(tǒng)復(fù)雜度。

以上就是C#設(shè)計模式之適配器模式與裝飾器模式的實現(xiàn)的詳細內(nèi)容,更多關(guān)于C#適配器模式 裝飾器模式的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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