装饰器模式

简介: 装饰器模式

装饰器模式(Decorator Pattern)允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式,它是作为现有的类的一个包装。


这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。


我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中,我们将把一个形状装饰上不同的颜色,同时又不改变形状类。


介绍



装饰器实现修饰对象(Component)的接口,所有请求都转发给它处理,在转发请求之前/之后增加额外功能。使用步骤是:


用一个Decorator实现/继承需要修饰的对象Component;


在Decorator中增加一个Component的引用;


在Decorator的构造器中,增加一个Component参数来初始化Component;


在Decorator类中,使用Component的引用,将所有请求转发至Component的相应方法;


ConcreteDecorator中所有Override自Component的方法做相应调整。


从类图上看,装饰器模式与代理模式很像,是它们的目的不同,所使用方法和适用场景上也就不同 ,装饰器模式与代理模式的区别:


代理模式专注于对被代理对象的访问;


装饰器模式专注于对被装饰对象附加额外功能。


就像前面所说的io工具包,我用BufferedInputStream和用FileInputStream去read一个文件实际使用方式上是一样的,能用FileInputStream.read(),就能用BufferedInputStream.read(),只不过,BufferedInputStream把FileInputStream包装了一下,增加了一个缓存,并不控制底层FileInputStream的read()行为。


适用场景



运行时,你需要动态地为对象增加额外职责时;

当你需要一个能够代替子类的类,借助它提供额外方法时


代码实现



假设我去买咖啡,首先服务员给我冲了一杯原味咖啡,我希望服务员给我加些牛奶和白糖混合入原味咖啡中。使用装饰器模式就可以解决这个问题。

咖啡接口,定义了获取花费和配料的接口。

/**
 * 咖啡
 */
interface Coffee {
    /** 获取价格 */
    double getCost();
    /** 获取配料 */
    String getIngredients();
}
原味咖啡,实现Coffe接口,花费1元,配料中,只有咖啡
/**
 * 原味咖啡
 */
class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public double getCost() {
        return 1;
    }
    @Override
    public String getIngredients() {
        return "Coffee";
    }
}
咖啡对象的装饰器类,同样实现Coffee接口,定义一个Coffe对象的引用,在构造器中进行初始化。并且将getCost()和getIntegredients()方法转发给被装饰对象。
/**
 * 咖啡的"装饰器",可以给咖啡添加各种"配料"
 */
abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected final Coffee decoratedCoffee;
    /**
     * 在构造方法中,初始化咖啡对象的引用
     */
    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        decoratedCoffee = coffee;
    }
    /**
     * 装饰器父类中直接转发"请求"至引用对象
     */
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }
    public String getIngredients() {
        return decoratedCoffee.getIngredients();
    }
}
具体的装饰器类,负责往咖啡中“添加”牛奶,注意看getCost()方法和getIngredients()方法,可以在转发请求之前或者之后,增加功能。如果是代理模式,这里的结构就有所不同,通常代理模式根据运行时的条件来判断是否转发请求。
/**
 * 此装饰类混合"牛奶"到原味咖啡中
 */
class WithMilk extends CoffeeDecorator {
    public WithMilk(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }
    @Override
    public double getCost() {
        double additionalCost = 0.5;
        return super.getCost() + additionalCost;
    }
    @Override
    public String getIngredients() {
        String additionalIngredient = "milk";
        return super.getIngredients() + ", " + additionalIngredient;
    }
}
另一个具体装饰器类,用来给咖啡加糖,一样的逻辑。
class WithSugar extends CoffeeDecorator {
    public WithSugar(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }
    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 1;
    }
    @Override
    public String getIngredients() {
        return super.getIngredients() + ", Sugar";
    }
}
客户端使用装饰器模式,是不是与java中的io使用方式很像?
public class DecoratorDemo {
    static void print(Coffee c) {
        System.out.println("花费了: " + c.getCost());
        System.out.println("配料: " + c.getIngredients());
        System.out.println("============");
    }
    public static void main(String[] args) {
        //原味咖啡
        Coffee c = new SimpleCoffee();
        print(c);
        //增加牛奶的咖啡
        c = new WithMilk(c);
        print(c);
        //再加一点糖
        c = new WithSugar(c);
        print(c);
    }
}



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