C#设计模式之适配器模式与装饰器模式的实现

 更新时间:2022年04月27日 15:54:25   作者:北冥虾  
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。本文将用C#语言实现结构型设计模式中的适配器模式与装饰器模式,感兴趣的可以了解一下

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

//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。

以上就是C#设计模式之适配器模式与装饰器模式的实现的详细内容,更多关于C#适配器模式 装饰器模式的资料请关注脚本之家其它相关文章!

相关文章

  • C#实现统计100以内所有素数的个数

    C#实现统计100以内所有素数的个数

    这篇文章介绍了C#实现统计100以内所有素数个数的方法,文中注释非常详细,很适合新手学习。对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2021-11-11
  • C#设置Word文本框中改变文字方向的方法

    C#设置Word文本框中改变文字方向的方法

    在Word中可插入文本框,默认情况下插入的文本框中的文字方向为横向排列,对于一些特殊文档的设计要求,需要改变文字方向,本文就详细的介绍一下使用,感兴趣的可以了解一下
    2021-06-06
  • Unity色子的投掷和点数的获得详析

    Unity色子的投掷和点数的获得详析

    这篇文章主要给大家介绍了关于Unity色子的投掷和点数的获得的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2018-10-10
  • 使用checked语句防止数据溢出的解决方法

    使用checked语句防止数据溢出的解决方法

    本篇文章是对用checked语句防止数据溢出的解决方法进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下
    2013-05-05
  • C#自定义RSA加密解密及RSA签名和验证类实例

    C#自定义RSA加密解密及RSA签名和验证类实例

    这篇文章主要介绍了C#自定义RSA加密解密及RSA签名和验证类,实例分析了C#实现RSA加密解密及RSA签名和验证的相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2015-03-03
  • C#提取PDF表单数据的实现流程

    C#提取PDF表单数据的实现流程

    PDF表单是一种常见的数据收集工具,广泛应用于调查问卷、业务合同等场景,凭借出色的跨平台兼容性和标准化特点,PDF表单在各行各业中得到了广泛应用,本文将探讨如何使用C# 实现自动化PDF表单数据提取流程,需要的朋友可以参考下
    2025-01-01
  • c# 编写一个轻量级的异步写日志的实用工具类(LogAsyncWriter)

    c# 编写一个轻量级的异步写日志的实用工具类(LogAsyncWriter)

    这篇文章主要介绍了c# 如何编写一个轻量级的异步写日志的实用工具类(LogAsyncWriter),帮助大家更好的理解和学习使用c#,感兴趣的朋友可以了解下
    2021-03-03
  • C#递归实现回文判断算法

    C#递归实现回文判断算法

    这篇文章主要介绍了C#递归实现回文判断算法,方法简单实用,需要的朋友可以参考下
    2014-10-10
  • C#实现绑定DataGridView与TextBox之间关联的方法

    C#实现绑定DataGridView与TextBox之间关联的方法

    这篇文章主要介绍了C#实现绑定DataGridView与TextBox之间关联的方法,涉及C#绑定控件关联性的相关技巧,具有一定参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2015-08-08
  • 使用C#实现一个简单的绘图工具

    使用C#实现一个简单的绘图工具

    这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用C#开发的简单绘图工具,可以将签名简单绘图后的效果以图片的形式导出,有需要的小伙伴可以跟随小编一起学习一下
    2024-02-02

最新评论