软件设计模式——装饰模式详解

装饰模式（装饰设计模式）

 

在软件开发过程中，有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下，可以动态地扩展其功能。所有这些都可以釆用装饰模式来实现。

装饰模式的定义与特点

装饰（Decorator）模式的定义：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。 装饰（Decorator）模式的主要优点有：

• 装饰器是继承的有力补充，比继承灵活，在不改变原有对象的情况下，动态的给一个对象扩展功能，即插即用
• 通过使用不用装饰类及这些装饰类的排列组合，可以实现不同效果
• 装饰器模式完全遵守开闭原则

其主要缺点是：装饰模式会增加许多子类，过度使用会增加程序得复杂性。

装饰模式的结构与实现

通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。

1. 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（ConcreteComponent）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。

/**
 * Copyright (C), 2018-2020
 * FileName: DecoratorPattern
 * Author:   xjl
 * Date:     2020/11/12 9:15
 * Description:
 */
package 装饰器设计模式;

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

//抽象构件角色
interface Component {
    public void operation();
}

//具体构件角色
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
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
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()");
    }
}

装饰模式的应用场景

前面讲解了关于装饰模式的结构与特点，下面介绍其适用的应用场景，装饰模式通常在以下几种情况使用。

• 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。

装饰模式在 Java 语言中的最著名的应用莫过于 Java I/O 标准库的设计了。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。

/**
 * Copyright (C), 2018-2020
 * FileName: ConponentTest
 * Author:   xjl
 * Date:     2020/11/12 13:27
 * Description:
 */
package 装饰器设计模式;

/**
 * 装饰器的定义是：在不改变原理的对象的基础上将功能附加到对象上 遵从的软件的开闭原则
 * 

 * 应用场景是的 扩展一个类的功能或者是的给一个类添加附加的职责
 * 

 * 优点是：
 * 1 不改变原来的对象的的情况下给一个对象扩展功能
 * 2 可以使用不同的组合的效果
 * 3 遵从软件的开闭原则
 */
public class ConponentTest {
    public static void main(String[] args) {
        //创建一个的单纯的拍照的相机
        Component component = new ConcreateComponent();
        component.operation();
        System.out.println("————————————————");
        //给单纯拍照的相机附加美颜的功能
        Component component1 = new ConreteDecoratoral(component);
        component1.operation();
        System.out.println("————————————————");
        //给单纯拍照的相机附加滤镜的功能
        Component component2 = new ConreteDecoratoral2(new ConcreateComponent());
        component2.operation();
        System.out.println("--------------------");
        //将有美颜的相机附加滤镜的功能
        Component component02 = new ConreteDecoratoral2(component1);
        component02.operation();
        System.out.println("-------------------");
    }

}

/**
 * 接口
 */
interface Component {
    void operation();
}

/**
 * 具体类
 */
class ConcreateComponent implements Component {

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("拍照");
    }
}

/**
 * 抽象类 抽象具有拍照的功能的类
 */
abstract class Decorator implements Component {
    Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }
}

/**
 * 真的调用美颜 的装饰的类
 */
class ConreteDecoratoral extends Decorator {

    public ConreteDecoratoral(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("添加美颜");
        component.operation();
    }
}

/**
 * 在美颜的基础的上添加滤镜的功能的类
 */
class ConreteDecoratoral2 extends Decorator {

    public ConreteDecoratoral2(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("添加滤镜");
        component.operation();
    }
}

 经典的案例：Servlet.API的设计中是有：