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

4. 对设计模式的总结之工厂方法模式和抽象工厂模式

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。

       

基本用法

1.     /// <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：
   1、相关的设计师设计出图纸；2、北欧风基础装修。
   ";
           }
       }
   
       /// <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：
   1、相关的设计师设计出图纸；2、田园风基础装修。
   ";
           }
       }
   
       /// <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 "
   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 "
   给装修的房子选择实木餐桌。";
           }
       }

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。

      

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。

1. /// <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");
           }

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。