JAVA设计模式8:装饰模式,动态地将责任附加到对象上,扩展对象的功能

简介: JAVA设计模式8:装饰模式,动态地将责任附加到对象上,扩展对象的功能

一、什么是装饰模式

装饰模式是一种设计模式,属于结构型模式之一。

在 Java 中,装饰模式通过动态地将责任附加到对象上,以扩展其功能,它提供了一种比继承更灵活的方式来扩展对象的功能。

在装饰模式中,有一个基础对象(被装饰对象)和一系列装饰器(装饰对象)。

装饰器和基础对象实现同一个接口,这样它们可以相互替换。

装饰器包含一个基础对象的引用,并将新的功能添加到基础对象上。

使用装饰模式,我们可以在运行时动态地扩展对象的功能,而不需要修改已有的代码 \color{red}{在运行时动态地扩展对象的功能,而不需要修改已有的代码}在运行时动态地扩展对象的功能,而不需要修改已有的代码,它将对象的行为和功能的扩展分离开来,使得代码更加灵活可扩展

下面是一个简单的Java代码示例,请同学们复制到本地执行。

// 定义口
public interface Shape {
    void draw();
}
// 实现接口的基础对象
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个圆形");
    }
}
// 实现接口的装饰器
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;
    ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        this.decoratedShape = decoratedShape;
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
    }
}
// 具体的装饰器
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
    public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        super(decoratedShape);
    }
 @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
        setRedBorder();
    }
    private void setRedBorder() {
        System.out.println("添加红色边框");
    }
}
// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        // 使用装饰器功能扩展
        Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
        Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
        circle.draw();          // 输出:画一个圆形
        redCircle.draw();       // 输出:画一个圆形,添加红色边框
        redRectangle.draw();    // 输出:画一个长方,添加红色边框
    }
}

在这个例子中,Circle是基础对象,ShapeDecorator是装饰器,RedShapeDecorator是具体的装饰器。

使用装饰器可以在运行时为基础对象添加新的功能,而不需要修改基础对象本的代码。


二、装饰模式实例

以下是一个简单的 Java 装饰模式的实例代码,请同学们复制到本地执行。

// 定义接口
interface Shape {
    void draw();
}
// 实现接口的基础对象
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画一个圆形");
    }
}
// 实现接口的装饰器
abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;
    public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        this.decoratedShape = decoratedShape;
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
    }
}
// 具体的装饰器
class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
    public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        super(decoratedShape);
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
        setRedBorder();
    }
    private void setRedBorder() {
        System.out.println("添加红色边框");
    }
}
// 使用示例
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        // 使用装饰器功能扩展
        Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
        Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
        circle.draw(); // 输出:画一个圆形
        redCircle.draw(); // 输出:画一个圆形,添加红色边框
        redRectangle.draw(); // 输出:画一个长方形,添加红色边框
    }
}

在这个例子中,Circle是基础对象,ShapeDecorator是装饰器,RedShapeDecorator是具体的装饰器。

使用装饰器可以在运行时为基础对象添加新的功能,而不需要修改基础对象本身的代码。

通过创建具体的装饰器并传入基础对象,可以动态地扩展对象的功能。


三、装饰模式的应用场景

装饰模式在以下 4 44 种情况下使用,请同学们有个基本的了解。

  1. 动态地给一个对象添加额外的功能,而不影响其他对象。
  2. 需要在不改变原有代码的情况下,对现有对象进行扩展。
  3. 需要通过组合而非继承来实现功能的扩展。
  4. 需要对一个对象的功能进行多次扩展,而使用继承会导致类的爆炸性增长。

当然,装饰模式的应用场景有以下 4 44 类,请同学们认真学习。

  1. IO 流操作:Java 中的 InputStream、OutputStream 等类就是典型的装饰模式的应用。通过装饰器模式,我们可以在运行时动态地为输入输出流添加新的功能,如缓冲、压缩等,而不需要修改原有的 IO 类。
  2. GUI 组件:在 GUI 应用程序中,我们经常需要为组件添加额外的装饰,如边框、滚动条等。装饰模式可以让我们在不改变组件类的情况下,动态地添加这些装饰。
  3. 日志记录:通过装饰模式,我们可以为日志记录器对象动态地添加新的功能,如加密、压缩等,而不需要修改原有的日志记录器类。
  4. 数据库操作:在数据库操作中,我们可以通过装饰模式为数据库连接对象添加额外的功能,如连接池管理、事务管理等。

总之,装饰模式在需要动态地为对象添加功能、扩展对象的行为且不改变原有代码的情况下,提供了一种灵活且可复用的方案。


四、装饰模式面试题

  1. 请解释什么是装饰模式,并举一个具体的例子。
  2. 装饰模式和继承有什么区别?
  3. 装饰模式的优点和缺点是什么?
  4. 装饰模式与适配器模式有何异同?
  5. 在什么情况下应该使用装饰模式?
  6. 装饰模式如何实现动态地给对象添加新的功能?
  7. 装饰模式中的组件接口和装饰器接口有何作用?
  8. 在装饰模式中,装饰器可以有多个吗?如果可以,如何管理多个装饰器之间的顺序?
  9. 装饰模式与代理模式有何区别?
  10. 装饰模式是否违反开闭原则?为什么?
相关文章
|
22天前
|
设计模式 消息中间件 搜索推荐
Java 设计模式——观察者模式:从优衣库不使用新疆棉事件看系统的动态响应
【11月更文挑战第17天】观察者模式是一种行为设计模式,定义了一对多的依赖关系,使多个观察者对象能直接监听并响应某一主题对象的状态变化。本文介绍了观察者模式的基本概念、商业系统中的应用实例,如优衣库事件中各相关方的动态响应,以及模式的优势和实际系统设计中的应用建议,包括事件驱动架构和消息队列的使用。
|
1月前
|
设计模式 Java 数据库连接
Java编程中的设计模式:单例模式的深度剖析
【10月更文挑战第41天】本文深入探讨了Java中广泛使用的单例设计模式,旨在通过简明扼要的语言和实际示例,帮助读者理解其核心原理和应用。文章将介绍单例模式的重要性、实现方式以及在实际应用中如何优雅地处理多线程问题。
37 4
|
2月前
|
设计模式 Java 程序员
[Java]23种设计模式
本文介绍了设计模式的概念及其七大原则,强调了设计模式在提高代码重用性、可读性、可扩展性和可靠性方面的作用。文章还简要概述了23种设计模式,并提供了进一步学习的资源链接。
52 0
[Java]23种设计模式
|
1月前
|
设计模式 JavaScript Java
Java设计模式:建造者模式详解
建造者模式是一种创建型设计模式,通过将复杂对象的构建过程与表示分离,使得相同的构建过程可以创建不同的表示。本文详细介绍了建造者模式的原理、背景、应用场景及实际Demo,帮助读者更好地理解和应用这一模式。
|
2月前
|
设计模式 监控 算法
Java设计模式梳理:行为型模式(策略,观察者等)
本文详细介绍了Java设计模式中的行为型模式,包括策略模式、观察者模式、责任链模式、模板方法模式和状态模式。通过具体示例代码,深入浅出地讲解了每种模式的应用场景与实现方式。例如,策略模式通过定义一系列算法让客户端在运行时选择所需算法;观察者模式则让多个观察者对象同时监听某一个主题对象,实现松耦合的消息传递机制。此外,还探讨了这些模式与实际开发中的联系,帮助读者更好地理解和应用设计模式,提升代码质量。
Java设计模式梳理:行为型模式(策略,观察者等)
|
3月前
|
设计模式 算法 PHP
PHP中的设计模式:策略模式的深入探索与实践在软件开发的广袤天地中,PHP以其独特的魅力和强大的功能,成为无数开发者手中的得力工具。而在这条充满挑战与机遇的征途上,设计模式犹如一盏明灯,指引着我们穿越代码的迷雾,编写出更加高效、灵活且易于维护的程序。今天,就让我们聚焦于设计模式中的璀璨明珠——策略模式,深入探讨其在PHP中的实现方法及其实际应用价值。
策略模式,这一设计模式的核心在于它为软件设计带来了一种全新的视角和方法。它允许我们在运行时根据不同情况选择最适合的解决方案,从而极大地提高了程序的灵活性和可扩展性。在PHP这门广泛应用的编程语言中,策略模式同样大放异彩,为开发者们提供了丰富的创作空间。本文将从策略模式的基本概念入手,逐步深入到PHP中的实现细节,并通过一个具体的实例来展示其在实际项目中的应用效果。我们还将探讨策略模式的优势以及在实际应用中可能遇到的挑战和解决方案,为PHP开发者提供一份宝贵的参考。
|
2月前
|
设计模式 Java
Java设计模式
Java设计模式
34 0
|
2月前
|
设计模式 Java
Java设计模式之外观模式
这篇文章详细解释了Java设计模式之外观模式的原理及其应用场景,并通过具体代码示例展示了如何通过外观模式简化子系统的使用。
35 0
|
2月前
|
设计模式 Java
Java设计模式之桥接模式
这篇文章介绍了Java设计模式中的桥接模式,包括桥接模式的目的、实现方式,并通过具体代码示例展示了如何分离抽象与实现,使得两者可以独立变化。
49 0
|
2月前
|
设计模式 Java
Java设计模式之适配器模式
这篇文章详细讲解了Java设计模式中的适配器模式,包括其应用场景、实现方式及代码示例。
57 0
下一篇
DataWorks