Le modèle décorateur(Decorator Pattern)

Intention du decorator pattern

Decorator Pattern attache dynamiquement des responsabilités supplémentaires à un objet. Les décorateurs fournissent une alternative souple à la dérivation, pour étendre les fonctionnalités.

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Motivation du decorator pattern

Nous souhaitons parfois ajouter des fonctionnalités à des objets individuellement. Une boîte à outils d'interface graphique utilisateur, par exemple, peut nous laisser ajouter des propriétés comme des bordures, ou des comportements comme le scroll (défilement au moyen d'un ascenseur, ou scrollbar).

Une manière d'ajouter des responsabilités est l'héritage. Hériter une bordure d'une autre classe correspond à disposer cette bordure autour de chaque instance de sous-classe. Ce n'est cependant pas très souple, car le choix des bordures est fait de manière statique. Un client ne peut contrôler le moyen et le moment d'utiliser cette bordure dans le document.

Une approche plus flexible est d'introduire le composant dans un autre objet qui ajoute cette bordure. L'objet envelloppe est appelé decorator. Le décorateur se conforme à l'interface du composant qu'il décore, de telle manière que sa présence soit transparente aux clients du composant. Decorator transfère les requêtes au composant et peut effectuer des actions ajoutées (comme le tracé de bordure) avant ou après transmission. La transparence permet d'imbriquer récursivement les décorateurs, permettant ainsi l'ajout de responsabilités en nombre illimité.

Par exemple, supposons que nous disposions d'un objet TextView qui affiche un texte dans une fenêtre. TextView ne possède pas de scrollbar par défaut, parce que nous n'en avons pas systématiquement besoin. Quand nous en avons besoin, nous pouvons ajouter des scrollbars par l'intermédiaire d'un ScrollDecorator. Supposons que nous désirions aussi ajouter une bordure noire autour de TextView, nous pouvons utiliser un BorderDecorator pour le faire. Nous pouvons simplement composer les décorateurs avec l'objet TextView afin de produire le résultat escompté.

Les classes ScrollDecorator et BorderDecorator sont des sous-classes de Decorator, une classe abstraite pour composants visuels qui décore d'autres composants visuels.

VisualComponent est la classe abstraite pour les composants visuels. Elle définit la manière de les dessiner et une interface pour leur gestion d'évènements. Notons que la classe Decorator transfère simplement les demandes de tracés à ses composants, et que les sous-classes de ScrollDecorator peuvent étendre ce comportement.

Les sous-classes de Decorator peuvent ajouter des opérations pour les fonctionnalités spécifiques. Par exemple, l'opération ScrollTo de ScrollDecorator peut déléguer à un autre objet le défilement de l'interface, dans la mesure où il sait qu'il s'y trouve un objet ScrollDecorator. Un aspect important de ce pattern est qu'il autorise décorateurs apparaitre partout où un VisualComponent peut être. De cette manière, les clients ne peuvent généralement pas faire la différence entre un composant décoré et un autre non décoré, et ne sont donc absolument pas dépendants de la décoration.

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Utilisation du decorator pattern

Le modèle decorateur peut nous aider dans les cas suivants :

• Nous souhaitons ajouter dynamiquement des responsabilités à des objets individuels, ceci d'une manière transparente, c'est à dire sans affecter les autres objets.
• Nous souhaitons pouvoir retirer des responsabilités.
• Nous ne pouvons ajouter des responsabilités par dérivation. Nous pouvons parfois trouver un grand nombre d'extensions indépendantes possibles; il en résulte alors une explosion de la production de sous-classes pour permettre chaque combinaison.

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Structure du decorator pattern

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Constituants du decorator pattern

• Component (Composant)
  Component définit l'interface des objets qui peuvent se voir ajouter dynamiquement des responsabilités supplémentaires. Dans notre exemple, le composant est VisualComponent.
• ConcreteComponent (Composant concret)
  ConcreteComponent définit un objet auquel nous pouvons ajouter des responsabilités supplémentaires. Dans notre exemple, le composant concret est TextView.
• Decorator (Décorateur)
  Decorator gère une référence à un objet Component et définit une interface conforme à celle du Component.
• ConcreteDecorator (Décorateur concret)
  ConcreteDecorator ajoute des responsabilités à un composant. Dans notre exemple, les décorateurs concrets sont BorderDecorator et ScrollDecorator.

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Collaborations du decorator pattern

Decorator transfère les requêtes à son objet Component. Il peut éventuellement effectuer des opérations supplémentaires avant ou après le transfert de la requête.

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Conséquences du decorator pattern

Implémentation du decorator pattern

Particularités à considérer dans l'utilisation du Decorator Pattern:

Conformité d'interface. L'interface d'un objet Decorator doit être conforme à l'interface du composant décoré.

Omission de la classe abstraite Decorator. Si nous n'avons qu'une responsabilité à ajouter, nous ne devons pas nécessairement définir une classe Decorator abstraite. C'est souvent le cas quand nous travaillons sur une hiérarchie de classes existantes, plutôt que d'en concevoir une nouvelle. Dans ce cas, nous pouvons fusionner les responsabilités de Decorator pour le transfert des requêtes vers le composant dans ConcreteDecorator.

Conserver un poid léger pour les classes Component. Pour garantir le fait de se conformer à l'interface, les componants et l'interface doivent descendre d'une classe Componant commune. Il est important de conserver à cette classe commune un poids le plus léger possible, c'est à dire faire en sorte qu'elle se consacre à la définition d'une interface, et non au stockage des données. La définition de la représentation des données devrait être déférée aux sous-classes; sinon la complexité de la classe Component risquerait de rendre les décorateurs trop lourds pour être utilisés en quantité. Implémenter beaucoup de fonctionnalités dans un composant augmente le risque que des sous-classes concrètes soient pénalisées par la présence de fonctionnalités dont elles n'ont pas besoin.

Modifier l'apparence d'un objet ou modifier ses entrailles. Nous pouvons nous représenter un décorateur comme une enveloppe qui recouvre un objet, en modifie le comportement. Une solution alternative pour modifier l'objet consisterait à en modifier les entrailles (la structure interne). Le Strategy Pattern est un bon exemple de modèle pour modifier les entrailles.

L'utilisation du Strategy Pattern est le meilleur choix quand la classe Component est intrinsèquement lourde, ce qui rend la mise en œuvre du Decorator Pattern trop coûteuse. Dans le Strategy Pattern, le composant transfère certains de ses comportements à un objet Strategy séparé. Le Strategy Pattern permet d'accroitre ou de réduire les fonctionnalités du composant par remplacement de l'objet Strategy.

Par exemple, nous pouvons supporter différents styles de bordures par le fait que le composant délègue le tracé de bordure à un objet Border séparé. L'objet Border est un objet Strategy qui encapsule une stratégie de tracé de bordure. En étendant le nombre de stratégies d'une seule vers une liste non-limitée, nous obtenons le même effet qu'en enchaînant récursivement les décorateurs.

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Exemples de codes du decorator pattern

using System;
// Component
abstract class Component{
// Methods
abstract public void Operation();
}
// ConcreteComponent
class ConcreteComponent : Component{
// Methods
override public void Operation(){
Console.WriteLine("ConcreteComponent.Operation()");
}
}
// Decorator
abstract class Decorator : Component{
// Fields
protected Component component;
// Methods
public void SetComponent(Component component){
this.component = component;
}
override public void Operation(){
if(component != null){
component.Operation();
}
}
}
// ConcreteDecoratorA
class ConcreteDecoratorA : Decorator{
// Fields
private string addedState;
// Methods
override public void Operation()
{
base.Operation();
addedState = "new state";
Console.WriteLine("ConcreteDecoratorA.Operation()");
}
}
// ConcreteDecoratorB
class ConcreteDecoratorB : Decorator{
// Methods
override public void Operation(){
base.Operation();
AddedBehavior();
Console.WriteLine("ConcreteDecoratorB.Operation()");
}
void AddedBehavior(){
}
}
/// Client test
public class Client{
public static void Main(string[] args){
// Create ConcreteComponent and two Decorators
ConcreteComponent c   = new ConcreteComponent();
ConcreteDecoratorA d1 = new ConcreteDecoratorA();
ConcreteDecoratorB d2 = new ConcreteDecoratorB();
// Link decorators
d1.SetComponent( c );
d2.SetComponent( d1 );
d2.Operation();
}
}

Ce qui produit en sortie :

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

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Patterns apparentés au decorator pattern

• Adapter : Decorator est différent d'un Adapter dans le sens où il ne fait que changer les responsabilités d'un objet, et non son interface. Un adapteur donnera à un objet une interface complètement nouvelle.
• Composite : Decorator peut être vu comme un composite dégénéré ne possédant qu'un seul composant. Cependant, un décorateur ajoute des responsabilités supplémentaires - il ne favorise pas l'aggrégation d'objets.
• Strategy : Decorator permet de changer l'enveloppe (apparence) d'un objet. Un Strategy permet de changer la structure interne. Ce sont les deux solutions alternatives pour changer un objet.

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