在运行时采用新功能的对象的设计模式？

问题描述

假设我有一个House类。

我想为自己的房屋添加规格，例如Garage，SwimmingPool或Garden，每种规格都有自己的一套新方法。

如果我使用继承，则将有子类HouseWithGarage，HouseWithSwimmingPool和HouseWithGarden。但是，如果我想同时拥有一个带车库和花园的物品怎么办？如果以后我想在运行时将游泳池添加到同一对象怎么办？

显然，继承在这里不能很好地工作。您知道适合这种问题的任何设计模式吗？

解决方法

最能描述您所寻找内容的模式是复合模式，在Gamma等人的“设计模式”中进行了描述。

摘自Gamma书：

组件

在合成中声明对象的接口。
根据情况为所有类通用的接口实现默认行为。
声明用于访问和管理其子组件的接口。
（可选）定义一个用于访问递归结构中组件父级的接口，并在适当时实现该接口。

叶子

表示合成中的叶对象。一片叶子没有孩子。
定义合成中原始对象的行为。

复合

定义具有子级的组件的行为。
存储子组件。
在Component界面中实现与孩子相关的操作。

House将是Component。根据它们是否由子组件组成，Garage，Garden和SwimmingPool将是Leaf或Composite。

不用说（？），除了operation()之外，这些接口还可以许多操作。

用“ has-a”比“ is-a”更好，这支持您有关继承的声明。

public interface IFeature { ... }

public class Garage : IFeature
{
   public Garage(string colour){ ... }
}

public class House 
{
  private readonly IList<IFeature> _features = new List<IFeature>();

  public House() { ... }

  public House(IList<IFeature> features) { _features = features; }

  public IFeature AddFeature(IFeature feature)
  {
     _features.Add(feature);
     return feature;
  }
}

根据您的评论，您希望在运行时保留一组组件，并强制您的客户端确保在使用给定组件之前已添加该组件。我不知道该使用哪种设计模式，但是您只需持有一个附加组件的字典，然后按类型查找它们：

public class House
{
    private readonly Dictionary<Type,object> _components = new Dictionary<Type,object>();

    public void AddComponent<T>([DisallowNull] T component) where T : class,IHouseComponent
    {
        _components.Add(typeof(T),component);
    }

    [return: MaybeNull]
    public T GetComponent<T>() where T : class,IHouseComponent
    {
        return _components.TryGetValue(typeof(T),out var component) ? (T) component : null;
    }
}

因此，当您拥有house和garage时，您可以执行以下操作：

House house;
Garage garage;

...

house.AddComponent(garage);

...

// somewhere else
var garage = house.GetComponent<Garage>();

IHouseComponent是一个标记器接口，因此您必须在将其添加到House之前显式实现它（因此不能仅添加任何object）。

如果可以添加多个相同类型的组件，只需在字典中保存它们的列表即可：

private readonly Dictionary<Type,List<object>> _components = ...

public void AddComponent<T>(...)
{
    if (_components.TryGetValue(typeof(T),out var list)
    {
        list.Add(component);
    }
    else
    {
        _components.Add(typeof(T),new List<object>{ component });
    }
}

public IEnumerable<T> GetComponents<T>() ...
{
    if (_components.TryGetValue(typeof(T),out var list))
    {
        return list.ToList();
    }
    else
    {
        return Enumerable.Empty<T>();
    }
}