Kotlin 学习笔记- 改良设计模式 - 装饰者模式

简介: Kotlin 学习笔记- 改良设计模式 - 装饰者模式

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Kotlin教程笔记(56) - 改良设计模式 - 装饰者模式

imgKotlin - 改良设计模式 - 装饰者模式

#一、前言

  • 装饰者模式
    • 作用:在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。
    • 本质:该模式通过创建一个包装对象,来包裹真实的对象。
    • 核心操作:
      • 创建一个装饰类,包含一个被装饰类的实例
      • 装饰类重写所有被装饰类的方法
      • 在装饰类中对需要增强的功能进行扩展

#二、使用装饰者模式

  • 例子:枪支部件
  • 重点:装饰器类设计(实现被装饰类相同的接口,构造器接收被装饰类的接口实例对象)

像绝地求生这种大型射击游戏,里面的枪支系统是很复杂的,有很多种枪,而且几乎每种枪上都可以装配各种各样的部件,比如消声器、八倍镜之类的,部件的作用各不相同,有的可以增加火力,有的可以提高精确度,等等,现在我们来简单设计一下这个枪支系统,枪有很多种,所以需要定义一个接口来描述枪都有哪些能力,供后续扩展各种新枪:

/**
 * 枪支接口
 *
 * @author GitLqr
 */
interface Gun {
    /**
     * 攻击力
     */
    fun attack(): Float

    /**
     * 噪音
     */
    fun noise(): Float

    /**
     * 生产日期
     */
    fun prodDate(): String
}

/**
 * Ump9
 *
 * @author GitLqr
 */
class Ump9Gun : Gun {
    override fun attack() = 100f

    override fun noise() = 20f

    override fun prodDate() = "2020-02-18"
}

这里只实现了 Ump9 这个型号的枪,后续还可以根据需要扩展,现在来想想枪支部件怎么设计?在 Java 中,给一个类扩展行为有两种选择:

  • 设计一个继承它的子类
  • 使用装饰者模式对该类进行装饰

那么枪支部件合适用继承方式来设计吗?显然不合适,因为一个部件可以装配在不只一种枪上,所以继承这种方式排除。另一种方式,使用装饰者模式有一个很大的优势,在于符合“组合优于继承”的设计原则,我们知道,部件可以和任意枪组合,显示,使用装饰者模式来设计枪支部件是一个不错的选择:

/**
 * 枪支部件
 *
 * @author GitLqr
 */
abstract class GunPart(protected val gun: Gun) : Gun

/**
 * 消声器
 *
 * @author GitLqr
 */
class Muffler(gun: Gun) : GunPart(gun) {
    override fun attack() = gun.attack() - 5

    override fun noise() = 0f

    override fun prodDate() = gun.prodDate()
}

/**
 * 燃烧子弹
 *
 * @author GitLqr
 */
class FireBullet(gun: Gun) : GunPart(gun) {
    override fun attack() = gun.attack() + 200

    override fun noise() = gun.noise()

    override fun prodDate() = gun.prodDate()
}

程序设计时,装饰器(部件)会引用被装饰实例(枪),并实现被装饰实例的所有接口,然后在需要增强的接口方法中加入增强逻辑。因为枪支部件 GunPart 接收 Gun 类型构造参数,而且本身也是 Gun 接口的实现类,所以,可以让多种枪支部件 GunPart 嵌套修饰枪实例:

// 使用
var ump9: Gun = Ump9Gun()
println("装配前:ump9 攻击力 ${ump9.attack()},噪音 ${ump9.noise()}")
ump9 = Muffler(FireBullet(ump9)) // 装配了 燃烧子弹、消声器 的ump9
println("装配后:ump9 攻击力 ${ump9.attack()},噪音 ${ump9.noise()}")

// 输出
装配前:ump9 攻击力 100.0,噪音 20.0
装配后:ump9 攻击力 295.0,噪音 0.0

#三、改良装饰者模式

  • 例子:枪支部件
  • 重点:类委托(by 关键字)

在上面的例子中,装饰者模式可以很好的解决实例组合的情况,但是代码还是显得比较啰唆,因为需要重写所有的装饰对象方法,所以可能会存在大量样板代码。比如 FireBullet 只装饰增强 attack() 方法,而 noise()prodDate() 均不做修改,但还要是把这两个方法重写一遍。Kotlin 中有类委托特性,利用 by 关键字,将装饰类的所有方法委托给一个被装饰的类对象,然后只需覆写装饰的方法即可:

/**
 * 枪支部件
 *
 * @author GitLqr
 */
abstract class GunPart(protected val gun: Gun) : Gun by gun

/**
 * 消声器
 *
 * @author GitLqr
 */
class Muffler(gun: Gun) : GunPart(gun) {
    override fun attack() = gun.attack() - 5
    override fun noise() = 0f
}

/**
 * 燃烧子弹
 *
 * @author GitLqr
 */
class FireBullet(gun: Gun) : GunPart(gun) {
    override fun attack() = gun.attack() + 200
}

可以看到,使用类委托之后,装饰类 FireBullet 中的样板代码不用重写了,从而减少了代码量。

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