10. Decorator

關於 Decorator 本篇將討論以下幾個問題

1. 關於 Decorator

2. UML

3. 將 UML 轉為程式碼

4. 情境

測試環境：

OS：Windows 10
IDE：Visual Studio 2019

1. 關於 Decorator

Attach additional responsibilities to an object dynamically. Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.

by Gang of Four

• 動態的將職責附加至物件
• Decorator 為子類別提供靈活的擴展

Decorator(裝飾者)屬於結構型(Structural Patterns)，當遇到需要對物件附加一個以上的處理邏輯，可使用 Decorator 依據需求將原始物件依序處理後達到目的，且不需要另外處理時也可直接呼叫原始物件來使用。如同俄羅斯娃娃，有著相同的外觀(接口)，只有大小不同(處理)，依據需求取得所需大小即可。

優點：

• 符合 開閉原則(Open Closed Principle)

缺點：

• 違反 介面隔離原則(Interface Segregation Principle)

2. UML

Class 間關聯：

• ConcreteComponent & Decorator 繼承 Component
• ConcreteDecorator A / B 繼承 Decorator
• Decorator 可包含 Component

Class：

• Component：被裝飾物件的抽象類別
• ConcreteComponent：實作被裝飾物件
• Decorator：裝飾者抽象類別，繼承被裝飾者抽象類別
• ConcreteDecorator：實作裝飾者，可附加至被裝飾物件的處理邏輯

3. 將 UML 轉為程式碼

被裝飾物件的抽象類別

/// <summary>
/// 被裝飾物件的抽象類別
/// </summary>
public abstract class Component
{
    public abstract void Operation();
}

實作被裝飾物件

/// <summary>
/// 實作被裝飾物件
/// </summary>
public class ConcreteComponent : Component
{
    public override void Operation()
    {
        Console.WriteLine("ConcreteComponent.Operation()");
    }
}

裝飾者抽象類別，繼承被裝飾者抽象類別

/// <summary>
/// 裝飾者抽象類別，繼承被裝飾者抽象類別
/// </summary>
public abstract class Decorator : Component
{
    protected Component component;

    public void SetComponent(Component component)
    {
        this.component = component;
    }

    public override void Operation()
    {
        if (component != null)
        {
            component.Operation();
        }
    }
}

實作裝飾者 A & B

/// <summary>
/// 實作裝飾者 A
/// </summary>
public class ConcreteDecoratorA : Decorator
{
    public override void Operation()
    {
        base.Operation();
        Console.WriteLine("ConcreteDecoratorA.Operation()");
    }
}

/// <summary>
/// 實作裝飾者 B
/// </summary>
public class ConcreteDecoratorB : Decorator
{
    public override void Operation()
    {
        base.Operation();
        AddedBehavior();
        Console.WriteLine("ConcreteDecoratorB.Operation()");
    }

    void AddedBehavior()
    {
        // Do something...
    }
}

1. 建立被裝飾者component
2. 建立裝飾者decorator
3. 被裝飾者component套用裝飾者 A decoratorA
4. 再套用裝飾者 B decoratorB
5. 呼叫Operation()執行

static void Main(string[] args)
{
    Default.ConcreteComponent component = new Default.ConcreteComponent();
    Default.ConcreteDecoratorA decoratorA = new Default.ConcreteDecoratorA();
    Default.ConcreteDecoratorB decoratorB = new Default.ConcreteDecoratorB();

    decoratorA.SetComponent(component);
    decoratorB.SetComponent(decoratorA);

    decoratorB.Operation();

    Console.ReadLine();
}

執行結果

ConcreteComponent.Operation()
ConcreteDecoratorA.Operation()
ConcreteDecoratorB.Operation()

4. 情境

我們接到了一個要能配合行銷策略安排各種折扣(e.g. 周年慶全面九折、滿千折百無上限)的需求

• 已知折扣 1. 周年慶全面九折 2. 滿千折百無上限，且未來可能會再擴充
• 折扣要可以疊加

計算售價抽象類別

/// <summary>
/// 計算售價抽象類別
/// </summary>
public abstract class Calculation
{
    public abstract int Price();
}

計算售價實作

/// <summary>
/// 計算售價實作
/// </summary>
public class ConcreteCalculation : Calculation
{
    private int _Price { get; }

    public ConcreteCalculation(int price)
    {
        _Price = price;
    }

    public override int Price()
    {
        Console.WriteLine($"結帳金額(原價)：{_Price}");

        return _Price;
    }
}

裝飾者抽象類別，計算售價抽象類別

/// <summary>
/// 裝飾者抽象類別，繼承被裝飾者抽象類別
/// </summary>
public abstract class Decorator : Calculation
{
    protected Calculation Calculation;

    public void SetComponent(Calculation calculation)
    {
        this.Calculation = calculation;
    }

    public override int Price()
    {
        return Calculation?.Price()?? 0;
    }
}

實作裝飾者，全面九折 & 滿千折百無上限

/// <summary>
/// 全面九折
/// </summary>
public class AllTenPercentOff : Decorator
{
    public override int Price()
    {
        var getPrice = base.Price();

        var newPrice = (int) (getPrice * 0.9);

        Console.WriteLine($"結帳金額(全面九折)：{newPrice}");

        return newPrice;
    }
}

/// <summary>
/// 滿千折百無上限
/// </summary>
public class Every1000Get100CashBack : Decorator
{
    public override int Price()
    {
        var getPrice = base.Price();
        var discountTimes = (int)Math.Floor((decimal)(getPrice / 1000));
        var newPrice = getPrice - (100 * discountTimes);

        Console.WriteLine($"結帳金額(滿千折百無上限)：{newPrice}");

        return newPrice;
    }
}

計算售價實作套用折扣裝飾者

1. 建立(被裝飾者)計算金額calculation
2. 建立(裝飾者)全面九折allTenPercentOff & 滿千送百every1000Get100CashBack
3. 計算金額calculation套用全面九折allTenPercentOff
4. 再套用滿千送百every1000Get100CashBack
5. 呼叫Price()取得金額

static void Main(string[] args)
{
    Situation.ConcreteCalculation calculation = new Situation.ConcreteCalculation(5000);
    Situation.AllTenPercentOff allTenPercentOff = new Situation.AllTenPercentOff();
    Situation.Every1000Get100CashBack every1000Get100CashBack = new Situation.Every1000Get100CashBack();

    allTenPercentOff.SetComponent(calculation);
    every1000Get100CashBack.SetComponent(allTenPercentOff);

    every1000Get100CashBack.Price();

    Console.ReadLine();
}

執行結果

結帳金額(原價)：5000
結帳金額(全面九折)：4500
結帳金額(滿千折百無上限)：4100

完整程式碼

GitHub：Structural_04_Decorator

總結

本篇沒有將 abstract class 改為 interface，主要是因為覺得 Decorator 使用繼承的方式能使子類別更加簡潔。雖然常聽到「用組合取代繼承」的建議，但繼承的使用若只是一兩階層而已，則不需要太過計較非使用組合或是繼承不可，依據使用情況選擇適合的即可。

參考資料

1. Design Patterns
2. 大話設計模式
3. dofactory
4. Refactoring.Guru

新手上路，若有錯誤還請告知，謝謝