Java设计模式-装饰器模式（10）

大家好，我是馆长！今天开始我们讲的是结构型模式中的装饰器模式。老规矩，讲解之前再次熟悉下结构型模式包含：代理模式、适配器模式、桥接模式、装饰器模式、外观模式、享元模式、组合模式，共7种设计模式。。

装饰器模式（Decorator Pattern）

定义

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。

解决问题

动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

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。

结构

主要角色:

抽象组件（Component）：定义了原始对象和装饰器对象的公共接口或抽象类，可以是具体组件类的父类或接口。

具体组件（Concrete Component）：是被装饰的原始对象，它定义了需要添加新功能的对象。

抽象装饰器（Decorator）：继承（实现）自抽象组件，它包含了一个抽象组件对象，并定义了与抽象组件相同的接口，同时可以通过组合方式持有其他装饰器对象。

具体装饰器（Concrete Decorator）：实现了抽象装饰器的接口，负责向抽象组件添加新的功能。具体装饰器通常会在调用原始对象的方法之前或之后执行自己的操作。

应用场景：

1、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。

2、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。

3、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。

应用实例：

Java中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。

注意：

1、使用组合关系来进行业务扩展，可代替继承。

2、扩展一个类的功能。动态增加功能，动态撤销。可使用。

3、装饰模式所包含的 4 个角色不是任何时候都要存在的，在有些应用环境下模式是可以简化的。 如果只有一个具体装饰时，可以将抽象装饰和具体装饰合并。

优点：

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。

缺点：

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。

与代理模式区别：

1.实现结构不同，最直接的就是实现时结构不同，结构组件不同。

2.结论不同，代理模式不改变真实主题。让画个圆，就画个圆，而修饰模式画个圆，而且还填充了颜色。

3.作用不同，也就是解决问题区域不同，代理模式是隐藏真实主题，也就是客户端不用关注（new） 真实主题，直接关注代理类就可以。而装饰模式则是与结论类存在交涉（new），然后再加以修饰（加强功能）。

与桥接模式区别：

1.实现结构不同，最直接的就是实现时结构不同，结构组件不同。

2.作用不同，也就是解决问题区域不同，桥接模式解决多维度变化，客户户端不用关注（new） 结论对象，而是关注变化维度（new）。而装饰模式则是与结论类存在交涉（new），然后再加以修饰（加强功能）。

3.装饰模式可动态增加功能，动态撤销。可以与装饰器分离不影响使用。

代码实现：

//抽象构件角色: Shape
public interface Shape {
void draw();
}
​​​​​​
//具体构件角色: Rectangle
@Data
public class Rectangle implements Shape {

@Override
public void draw() {
    System.out.println("绘制矩形");
}

}
​​​​​​​
//具体构件角色: Circle
@Data
public class Circle implements Shape {

@Override
public void draw() {
    System.out.println("绘制圆形");
}

}
​​​​​​​
//抽象装饰角色：ShapeDecorator
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
protected Shape shape;

public ShapeDecorator(Shape shape) {
    this.shape = shape;
}

public void draw() {
    shape.draw();
}

}

​​​​
//具体装饰角色：ColorShapeDecorator
public class ColorShapeDecorator extends ShapeDecorator {

public ColorShapeDecorator(Shape shape) {
    super(shape);
}

@Override
public void draw() {
    shape.draw();
    fillColor();
}

private void fillColor() {
    System.out.println("填充了颜色");
}

}

​​​​​​
//模拟客户端：ClientDemo
public class ClientDemo {
public static void main(String[] args) {

    Shape circle = new Circle();
    ShapeDecorator circleDecorator = new ColorShapeDecorator(circle);

    System.out.println("---------原------------");
    circle.draw();
    System.out.println("---------装饰后------------");
    circleDecorator.draw();
    System.out.println("---------------------");

    Shape rectangle = new Rectangle();
    ShapeDecorator rectangleDecorator = new ColorShapeDecorator(rectangle);
    System.out.println("---------原------------");
    rectangle.draw();
    System.out.println("---------装饰后------------");
    rectangleDecorator.draw();

}

}

个人观点：

有看官提出，在实现过程中，有的地方是抽象类有，的是接口，到底是什么？馆长觉得不必要纠结这些，大方向结构思想保持就可以。毕竟设计模式是解决一类问题，只要问题获得解决就可以。但是使用模式时，馆长建议基础结构需要保持，但是结构搭建配合是开发自己定义就可以。

好了，关于装饰器模式的说明，馆长就先讲到这里。谢谢各位看官！！

23 种设计模式不是孤立存在的，很多模式之间存在一定的关联关系，在大的系统开发中常常同时使用多种设计模式，或者模式与模式之间的组合进行生成更加强大的程序功能。