装饰器模式 ( Decorator Pattern )

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

装饰器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

装饰器模式属于结构型模式,它是作为现有的类的一个包装

摘要

  1. 意图:

    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

  2. 主要解决:

    一般的,我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现,由于继承为类引入静态特征,并且随着扩展功能的增多,子类会很膨胀

  3. 何时使用:

    在不想增加很多子类的情况下扩展类

  4. 如何解决:

    将具体功能职责划分,同时继承装饰者模式

  5. 关键代码:

    1. Component 类充当抽象角色,不应该具体实现
    2. 修饰类引用和继承 Component 类,具体扩展类重写父类方法
  6. 应用实例:

    1. 孙悟空有 72 变,当他变成"庙宇"后,他的根本还是一只猴子,但是他又有了庙宇的功能
    2. 不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上,但是通常都是有画框的,并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前,画可以被蒙上玻璃,装到框子里;这时画、玻璃和画框形成了一个物体
  7. 优点:

    装饰类和被装饰类可以独立发展,不会相互耦合,装饰模式是继承的一个替代模式,装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能

  8. 缺点:

    多层装饰比较复杂

  9. 使用场景:

    1. 扩展一个类的功能
    2. 动态增加功能,动态撤销
  10. 注意事项:

    可代替继承

实现

装饰器模式

  1. 创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类
  2. 创建一个实现了 Shape 接口的抽象装饰类 ShapeDecorator ,并把 Shape 对象作为它的实例变量

  3. 创建类 RedShapeDecorator 实现了 ShapeDecorator 实体类

  4. 创建类 DecoratorPatternDemo 使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象

范例

我们通过下面的范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

1. 创建一个接口

Shape.java

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package cn.twle.gof;


public interface Shape {
   void draw();
}

2. 创建实现接口的实体类

Rectangle.java

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package cn.twle.gof;


public class Rectangle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Rectangle");
   }
}

Circle.java

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package cn.twle.gof;


public class Circle implements Shape {

   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Circle");
   }
}

3. 创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类

ShapeDecorator.java

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package cn.twle.gof;


public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
   protected Shape decoratedShape;

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

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

4. 创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类

RedShapeDecorator.java

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package cn.twle.gof;


public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {

   public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
      super(decoratedShape);        
   }

   @Override
   public void draw() {
      decoratedShape.draw();           
      setRedBorder(decoratedShape);
   }

   private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
      System.out.println("Border Color: Red");
   }
}

5. 使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象

DecoratorPatternDemo.java

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package cn.twle.gof;


public class DecoratorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {

      Shape circle = new Circle();

      Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());

      Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      System.out.println("Circle with normal border");
      circle.draw();

      System.out.println("\nCircle of red border");
      redCircle.draw();

      System.out.println("\nRectangle of red border");
      redRectangle.draw();
   }
}

编译运行以上 Java 范例,输出结果如下

$ javac -d . src/main/cn/twle/gof/DecoratorPatternDemo.java
$ java  cn.twle.gof.DecoratorPatternDemo
Circle with normal border
Shape: Circle

Circle of red border
Shape: Circle
Border Color: Red

Rectangle of red border
Shape: Rectangle
Border Color: Red
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