装饰器模式学习笔记

装饰器模式是一种结构型设计模式，用于在不改变底层对象结构的情况下，给对象增加功能。

设计原则

装饰器模式遵循以下设计原则：

• 开放封闭原则：允许添加新功能而无需修改现有代码。
• 单一职责原则：每个类应该只有一个引起它变化的原因。

实现方式

装饰器模式通过包裹一个已有的对象，把新的行为动态地添加到对象上。这种实现方式可以让我们在运行时动态地扩展一个对象的行为。

pythonCopy Code
class Component:
    def operation(self) -> str:
        pass

class ConcreteComponent(Component):
    def operation(self) -> str:
        return "ConcreteComponent"

class Decorator(Component):
    _component: Component = None

    def __init__(self, component: Component) -> None:
        self._component = component

    @property
    def component(self) -> str:
        return self._component

    def operation(self) -> str:
        return self._component.operation()

class ConcreteDecoratorA(Decorator):
    def operation(self) -> str:
        return f"ConcreteDecoratorA({self.component.operation()})"

class ConcreteDecoratorB(Decorator):
    def operation(self) -> str:
        return f"ConcreteDecoratorB({self.component.operation()})"

在这个例子中，Component 类定义了一个接口 operation()，ConcreteComponent 是一个实现了 Component 接口的类，Decorator 是一个同时实现了 Component 接口并包含一个 Component 对象的类，ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB 是继承自 Decorator 的具体装饰器类。

示例

假设我们正在开发一个扫雷游戏，现在有一个 Cell 类表示单元格，在游戏中需要为这个单元格添加一个标记，记录它是否被标记。这个时候，我们可以使用装饰器模式来添加这个功能。

pythonCopy Code
class Cell:
    def __init__(self, x, y):
        self.x = x
        self.y = y
        self.is_bomb = False

    def __str__(self):
        return f"({self.x}, {self.y}), is_bomb: {self.is_bomb}"

class LabelDecorator(Decorator):
    def __init__(self, component: Component, label: str) -> None:
        super().__init__(component)
        self.label = label

    def operation(self) -> str:
        return f"{self.label}: {self.component.operation()}"

cell = Cell(x=1, y=2)
print(cell)

cell = LabelDecorator(component=cell, label="Flagged")
print(cell)

在这个例子中，Cell 表示一个单元格，包含了单元格的坐标和是否是地雷等信息。我们想要给这个单元格添加一个标记来记录它是否被标记，于是我们定义了一个 LabelDecorator 类作为装饰器，可以为一个单元格对象添加标记。通过调用 LabelDecorator 构造函数并传入一个单元格对象和一个标记名，我们就可以为它添加上标记，然后通过 operation() 方法获取包装后的字符串。

总结

装饰器模式可以让我们在运行时动态地给对象增加功能。它非常适用于需要对一个对象进行多次扩展的场景，而且可以避免编写大量相似的子类。但是，应该注意到装饰器模式会导致对象变得复杂，因为它们可以包含多个装饰器，而这些装饰器也可以包含其它装饰器。当对象变得太过复杂时，我们还是应该考虑重构代码，使其更加简洁易懂。