深入浅出设计模式 - 装饰者模式

简介: 深入浅出设计模式 - 装饰者模式

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1、什么是装饰者模式

装饰者模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许你向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。装饰者模式基于组合而非继承的原则,它动态地将责任附加到对象上。

装饰者模式涉及到四个角色:抽象组件、具体组件、抽象装饰者和具体装饰者。其中,抽象组件定义了组件的基本功能,具体组件实现了组件的基本功能,抽象装饰者定义了装饰者的基本功能,具体装饰者实现了装饰者的基本功能,并且可以添加额外的功能。

装饰者模式的优点是可以动态地添加或删除对象的功能,而不需要修改现有的代码。它还可以避免使用子类来扩展对象的功能,从而减少类的数量。缺点是装饰者模式会增加许多小对象,从而增加系统的复杂性。

2、装饰者模式的优缺点

装饰者模式的优点包括:

  1. 可以动态地添加或删除对象的功能,而不需要修改现有的代码。

  2. 可以避免使用子类来扩展对象的功能,从而减少类的数量。

  3. 可以将多个装饰者组合起来,实现更复杂的功能。

装饰者模式的缺点包括:

  1. 装饰者模式会增加许多小对象,从而增加系统的复杂性。

  2. 装饰者模式可能会导致设计变得过于抽象,从而难以理解和维护。

  3. 装饰者模式可能会影响程序的性能,因为每个装饰者都会增加额外的处理时间。

    3、装饰者模式的应用场景

装饰者模式通常适用于以下场景:

  1. 在不影响现有对象结构的情况下,动态地添加额外的功能或行为。

  2. 需要扩展一个类的功能,但是使用继承会导致类的数量增加,且不利于维护。

  3. 需要在不修改代码的情况下,对对象的某些功能进行组合或移除。

  4. 需要对一个对象的功能进行多次扩展或组合,而不是一次性地进行全部扩展或组合。

  5. 需要在运行时动态地添加或删除对象的功能。

  6. 需要在不破坏封装性的前提下,对对象的功能进行扩展或修改。

  7. 需要对对象的功能进行动态排序或过滤。

  8. 需要对对象的功能进行动态配置或组合。

总之,装饰者模式适用于需要动态地添加或删除对象的功能,同时又不希望对现有对象结构进行修改的场景。

4、装饰者模式的结构

装饰者模式的结构包括以下组件:

  1. 抽象组件(Component):定义了组件的接口,可以是抽象类或接口。

  2. 具体组件(Concrete Component):实现了抽象组件的接口,提供了基本的功能。

  3. 抽象装饰者(Decorator):定义了装饰者的接口,包含一个指向抽象组件的引用。

  4. 具体装饰者(Concrete Decorator):实现了抽象装饰者的接口,对抽象组件添加了新的功能。

装饰者模式使用组合而非继承的方式,动态地将责任附加到对象上,从而实现了动态地扩展对象的功能。它可以在不修改现有代码的情况下,动态地添加或删除对象的功能,同时避免了使用子类来扩展对象的功能,从而减少了类的数量。

5、装饰者模式的代码案例

假设有一个饮料类(Beverage),它有一个描述(description)和一个计算价格(cost)的方法。现在需要给这个饮料类添加一些调料(Condiment),比如牛奶、摩卡等,这些调料也有自己的描述和价格。使用装饰者模式,可以动态地添加或删除调料,而不需要修改饮料类的代码。

首先,我们定义一个饮料类Beverage,它是一个抽象类,包含描述和计算价格两个方法:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description: 抽象类
 * @copyright: @Copyright (c) 2022
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0
 * @createTime: 2023-06-27 20:37
 */
public abstract class Beverage {
   
   
    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
   
   
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

然后,我们定义一个具体的饮料类Espresso,它继承自Beverage类,实现了cost方法和description属性:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  抽象实现
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:38
 */
public class Espresso extends Beverage {
   
   
    public Espresso() {
   
   
        description = "Espresso";
    }
    public double cost() {
   
   
        return 1.99;
    }
}

接下来,我们定义一个抽象的调料类CondimentDecorator,它也是一个抽象类,继承自Beverage类,包含一个抽象的getDescription方法:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  抽象的调料类
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:38
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
   
   
    public abstract String getDescription();
}

然后,我们定义一个具体的调料类Milk,它继承自CondimentDecorator类,包含一个Beverage类型的成员变量和一个构造方法,用于接收一个饮料对象,然后将其保存到成员变量中。getDescription方法会调用Beverage对象的getDescription方法,并在其后面添加", Milk"。cost方法会调用Beverage对象的cost方法,并加上0.10的价格:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  具体的调料类Milk
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:39
 */
public class Milk extends CondimentDecorator {
   
   
    Beverage beverage;

    public Milk(Beverage beverage) {
   
   
        this.beverage = beverage;
    }

    public String getDescription() {
   
   
        return beverage.getDescription() + ", Milk";
    }

    public double cost() {
   
   
        return beverage.cost() + 0.10;
    }
}

类似地,我们定义另一个具体的调料类Mocha,它也继承自CondimentDecorator类,包含一个Beverage类型的成员变量和一个构造方法,用于接收一个饮料对象,然后将其保存到成员变量中。getDescription方法会调用Beverage对象的getDescription方法,并在其后面添加", Mocha"。cost方法会调用Beverage对象的cost方法,并加上0.20的价格:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  具体的调料类Mocha
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:40 
 */
public class Mocha extends CondimentDecorator {
   
   
    Beverage beverage;

    public Mocha(Beverage beverage) {
   
   
        this.beverage = beverage;
    }

    public String getDescription() {
   
   
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }

    public double cost() {
   
   
        return beverage.cost() + 0.20;
    }
}

最后,我们可以使用如下的测试代码来测试我们的装饰者模式:

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 * @description: 客户端
 * @copyright: @Copyright (c) 2022
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0
 * @createTime: 2023-06-27 20:40
 */
public class Client {
   
   

    public static void main(String[] args) {
   
   
        Beverage beverage = new Espresso();
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
        beverage = new Milk(beverage);
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
        beverage = new Mocha(beverage);
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
    }
}

输出结果为:

Espresso $1.99
Espresso, Milk $2.09
Espresso, Milk, Mocha $2.29

Process finished with exit code 0

可以看到,通过装饰者模式,我们动态地给饮料类添加了调料,而不需要修改饮料类的代码。

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💕💕 本文由激流原创,首发于CSDN博客,博客主页 https://blog.csdn.net/qq_37967783?spm=1010.2135.3001.5421
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