設計模式之裝飾器模式
作者：waynblog
裝飾器模式可以將不同功能的單個模塊規(guī)劃至不同的裝飾器類中，各裝飾器類獨立自主，各司其職。
裝飾器模式（Decorator Pattern）是一種結構型設計模式，它可以在不改變現(xiàn)有對象的結構的情況下，動態(tài)地給對象增加一些額外的功能。裝飾器模式通過創(chuàng)建一個包裝對象（即裝飾器）來包裹真實對象，并在保持真實對象的接口不變的前提下，為其提供額外的功能。裝飾器模式可以在運行時根據(jù)需要選擇不同的裝飾器來組合和修改對象的行為。
- Component（組件接口）：所有被裝飾組件及裝飾器對應的接口標準，指定進行裝飾的行為方法。對應下文的的組件接口 Shape 。
- ConcreteComponent（組件實現(xiàn)）：需要被裝飾的組件，實現(xiàn)組件接口標準，只具備自身未被裝飾的原始特性。對應下文的的具體組件 Circle 、Rectangle 。
- Decorator（裝飾器）：裝飾器的高層抽象類，同樣實現(xiàn)組件接口標準，且包含一個被裝飾的組件。對應下文的抽象裝飾器 ShapeDecorator 。
- ConcreteDecorator（裝飾器實現(xiàn)）：繼承自裝飾器抽象類的具體子類裝飾器，可以有多種實現(xiàn)，在被裝飾組件對象的基礎上為其添加新的特性。對應下文的具體裝飾器類 RedShapeDecorator 、GreenShapeDecorator 。
優(yōu)缺點
裝飾器模式的優(yōu)點有：
- 裝飾器模式是繼承的有力補充，比繼承靈活，在不改變原有對象的情況下，動態(tài)地給一個對象擴展功能，即插即用。
- 通過使用不同的裝飾器及這些裝飾器的排列組合，可以實現(xiàn)不同效果。
- 裝飾器模式完全遵守開閉原則，可以在不修改原有代碼的基礎上增加新的功能。
裝飾器模式的缺點有：
- 裝飾器模式會增加許多子類，過度使用會增加程序的復雜性。
- 裝飾器模式會增加對象之間的聯(lián)系，可能會引入循環(huán)引用的問題。
- 裝飾器模式會影響對象的標識，當使用裝飾器對對象進行包裝時，對象的類型和行為可能會發(fā)生變化。
應用場景
裝飾器模式適用于以下場景：
- 當需要給一個現(xiàn)有的類添加附加職責，而又不能采用繼承的方式時，可以使用裝飾器模式。例如，在不修改原有代碼的情況下給一個窗口添加滾動條或者邊框等功能。
- 當需要動態(tài)地給一個對象增加功能，而又需要撤銷該功能時，可以使用裝飾器模式。例如，在電子商務系統(tǒng)中根據(jù)用戶選擇的不同優(yōu)惠券來計算商品價格時，可以使用裝飾器模式來實現(xiàn)。
- 當需要為一批兄弟類進行改裝或加裝功能時，可以使用裝飾器模式。例如，在一個圖形界面工具箱中為多個不同的組件提供一些公共的功能時，可以使用裝飾器模式來實現(xiàn)。
java 代碼示例
以下是一個實現(xiàn)裝飾器模式的 java 示例代碼
1.定義了一個抽象組件接口 Shape 和兩個具體組件類 Circle 和 Rectangle，
//抽象組件接口
public interface Shape {
void draw();
}
//具體組件類：圓形
public class Circle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a circle");
}
}
//具體組件類：矩形
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle");
}
}2.定義一個抽象裝飾器類 ShapeDecorator 和兩個具體裝飾器類 RedShapeDecorator 和 GreenShapeDecorator，
//抽象裝飾器類
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
//持有一個抽象組件對象
protected Shape shape;
//構造方法
public ShapeDecorator(Shape shape) {
this.shape = shape;
}
//調(diào)用被包裝對象的方法
@Override
public void draw() {
shape.draw();
}
}
//具體裝飾器類：紅色裝飾器
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
//構造方法
public RedShapeDecorator(Shape shape) {
super(shape);
}
//重寫draw方法，在調(diào)用被包裝對象的方法之前或之后添加新的功能
@Override
public void draw() {
//調(diào)用被包裝對象的方法
super.draw();
//添加新的功能
setRedBorder();
}
//定義新的功能方法
private void setRedBorder() {
System.out.println("Setting red border");
}
}
//具體裝飾器類：綠色裝飾器
public class GreenShapeDecorator extends ShapeDecorator {
//構造方法
public GreenShapeDecorator(Shape shape) {
super(shape);
}
//重寫draw方法，在調(diào)用被包裝對象的方法之前或之后添加新的功能
@Override
public void draw() {
//調(diào)用被包裝對象的方法
super.draw();
//添加新的功能
setGreenBorder();
}
//定義新的功能方法
private void setGreenBorder() {
System.out.println("Setting green border");
}
}3.編寫裝飾器模式測試代碼，main 函數(shù)中創(chuàng)建了不同的組件和裝飾器對象，并調(diào)用了它們的方法，
//測試類
public class DecoratorPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個圓形對象
Shape circle = new Circle();
//創(chuàng)建一個矩形對象
Shape rectangle = new Rectangle();
//創(chuàng)建一個紅色裝飾器對象，包裝圓形對象
Shape redCircle = new RedShapeDecorator(circle);
//創(chuàng)建一個綠色裝飾器對象，包裝矩形對象
Shape greenRectangle = new GreenShapeDecorator(rectangle);
//調(diào)用各個對象的方法，展示不同的效果
System.out.println("Normal circle:");
circle.draw();
System.out.println("Normal rectangle:");
rectangle.draw();
System.out.println("Red circle:");
redCircle.draw();
System.out.println("Green rectangle:");
greenRectangle.draw();
}
}輸出結果如下：
Normal circle:
Drawing a circle
Normal rectangle:
Drawing a rectangle
Red circle:
Drawing a circle
Setting red border
Green rectangle:
Drawing a rectangle
Setting green borderSpring 代碼示例
要想再 Spring 項目中應用裝飾器模式，只需對以上代碼進行簡單改造即可，
1.給具體組件類 Circle、Rectangle 添加 @Component 注解，
@Component
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle");
}
}
@Component
public class Rectangle implements Shape {
@Override
public void draw() {
System.out.println("Drawing a rectangle");
}
}2.給具體裝飾器類 RedShapeDecorator 和 GreenShapeDecorator 類添加 @Component 注解，
@Component
public class GreenShapeDecorator extends ShapeDecorator {
// 構造方法
public GreenShapeDecorator(@Qualifier("rectangle") Shape shape) {
super(shape);
}
// 重寫draw方法，在調(diào)用被包裝對象的方法之前或之后添加新的功能
@Override
public void draw() {
// 調(diào)用被包裝對象的方法
super.draw();
// 添加新的功能
setGreenBorder();
}
// 定義新的功能方法
private void setGreenBorder() {
System.out.println("Setting green border");
}
}
@Component
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
// 構造方法
public RedShapeDecorator(@Qualifier("circle") Shape shape) {
super(shape);
}
// 重寫draw方法，在調(diào)用被包裝對象的方法之前或之后添加新的功能
@Override
public void draw() {
// 調(diào)用被包裝對象的方法
super.draw();
// 添加新的功能
setRedBorder();
}
// 定義新的功能方法
private void setRedBorder() {
System.out.println("Setting red border");
}
}3.編寫 Spring 項目測試代碼，
@SpringBootTest
@RunWith(SpringRunner.class)
public class DecoratorTest {
// 從Spring容器中獲取Context對象
@Autowired
private RedShapeDecorator redCircle;
@Autowired
private GreenShapeDecorator greenRectangle;
@Test
public void test() {
System.out.println("Red circle:");
redCircle.draw();
System.out.println("Green rectangle:");
greenRectangle.draw();
}
}輸出結果如下：
Red circle:
Drawing a circle
Setting red border
Green rectangle:
Drawing a rectangle
Setting green border總結
裝飾器模式可以將不同功能的單個模塊規(guī)劃至不同的裝飾器類中，各裝飾器類獨立自主，各司其職。客戶端可以根據(jù)自己的需求自由搭配各種裝飾器，每加一層裝飾就會有新的特性體現(xiàn)出來，巧妙的設計讓功能模塊層層疊加，裝飾之上套裝飾，最終使原始對象的特性動態(tài)地得到增強。
責任編輯：趙寧寧
來源：
waynblog
