设计模式之装饰器模式（二十一）

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通常，我们会添加一些新类或新的方法去扩展已有的代码库。在某些情况下，我们需要对象的行为发生一些细小的变化，并且这些变化可以进行组合。这时，装饰器模式就可以满足这个需求。

装饰器模式的意图是在运行时组合操作的新变化。

装饰器模式的结构

装饰模式主要包含以下角色。

  1. 抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
  2. 具体构件（Concrete Component）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
  3. 抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
  4. 具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

装饰器模式结构图

装饰器模式的实现

装饰模式的实现代码如下：

抽象构件角色

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interface  Component
{
    public void operation();
}

具体构件角色

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class ConcreteComponent implements Component
{
    public ConcreteComponent()
    {
        System.out.println("创建具体构件角色");       
    }   
    public void operation()
    {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");           
    }
}

抽象装饰角色

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class Decorator implements Component
{
    private Component component;   
    public Decorator(Component component)
    {
        this.component=component;
    }   
    public void operation()
    {
        component.operation();
    }
}

具体装饰角色

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class ConcreteDecorator extends Decorator
{
    public ConcreteDecorator(Component component)
    {
        super(component);
    }   
    public void operation()
    {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction()
    {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");           
    }
}

运行

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public static void main(String[] args){
    Component p=new ConcreteComponent();
    p.operation();
    System.out.println("---------------------------------");
    Component d=new ConcreteDecorator(p);
    d.operation();
}

结果：

创建具体构件角色
调用具体构件角色的方法operation()
---------------------------------
调用具体构件角色的方法operation()
为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()

常见案例及应用场景

常见案例： Java I/O 标准库的设计。例如，InputStream 的子类 FilterInputStream，OutputStream 的子类 FilterOutputStream，Reader 的子类 BufferedReader 以及 FilterReader，还有 Writer 的子类 BufferedWriter、FilterWriter 以及 PrintWriter 等，它们都是抽象装饰类。

应用场景：

  • 当需要给一个现有类添加附加职责，而又不能采用生成子类的方法进行扩充时。例如，该类被隐藏或者该类是终极类或者采用继承方式会产生大量的子类。
  • 当需要通过对现有的一组基本功能进行排列组合而产生非常多的功能时，采用继承关系很难实现，而采用装饰模式却很好实现。
  • 当对象的功能要求可以动态地添加，也可以再动态地撤销时。

总结

我们可以借助装饰器模式，能够灵活设计具有公共操作（这些公共操作往往具有不同的实现方式）的类，这样就可以在运行时集成新的混合的变化。

装饰（Decorator）模式的主要优点有：

  • 采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
  • 可以设计出多个不同的具体装饰类，创造出多个不同行为的组合。

其主要缺点是：装饰模式增加了许多子类，如果过度使用会使程序变得很复杂。