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); } }