装饰者模式

2018-06-20  本文已影响0人  stoneyang94

装饰模式是一种用于替代继承的技术,它通过一种无须定义子类的方式来给对象动态增加职责,使用对象之间的关联关系取代类之间的继承关系

概览

定义

Decorator Pattern: Attaches additional responsibility to anobject dynamically. Decorators provide a flexible alternative to subclassingfor extending functionality.

装饰模式(DecoratorPattern)在不改变原类文件以及不使用继承的情况下,动态地将责任附加到对象上,从而实现动态拓展一个对象的功能。

UML类图

参与者

参与者

Component(抽象构件)

ConcreteComponent(具体构件)

Decorator(抽象装饰类)

ConcreteDecorator(具体装饰类)

设计的原则

装饰者和被装饰者有相同超类

这里利用继承是为了达到类型匹配,而不是利用继承获得行为
因为装饰者和被装饰者是同一个类型,因此装饰者可以取代被装饰者,这样就使被装饰者拥有了装饰者独有的行为。

用组合而不是继承

利用继承设计子类,只能在编译时静态决定,并且所有子类都会继承相同的行为;利用组合的做法扩展对象,就可以在运行时动态的进行扩展。
利用装饰者,我们可以实现新的装饰者增加新的行为,而不用修改现有代码,而如果单纯依赖继承,每当需要新行为时,还得修改现有的代码。遵循了开放-关闭原则:类应该对扩展开放,对修改关闭。

调用方式

  1. 包裹
    它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象
  2. 保存被装饰者的引用
    在装饰模式中引入了装饰类,在装饰类中既可以调用待装饰的原有类的方法,还可以增加新的方法,以扩充原有类的功能(在装饰者类中调用被装饰者类的方法,封装成新的功能方法)
  3. 装饰者类拥有被装饰者类的对象,一般是当构造参数传入

一个例子

分析

一个小摊卖手抓饼和烤冷面(都是小吃)。
点了手抓饼和烤冷面之后还可以在这个基础之上增加一些配料,例如煎蛋,火腿片等,每个配料的价格都不一样。
随意搭配配料,最终价格是手抓饼和烤冷面基础价+每一种所选配料价格的总和。小摊的价格单如下:

小吃(Snack) 价格
手抓饼(Handcake) 5
烤冷面(Noodles) 7
配料(Condiment ) 价格
煎蛋(Friedegg) 1
火腿(Ham) 2
培根(Bacon) 3

UML类图

用装饰者模式处理,主体是被装饰者,而配料则是装饰者,UML类图:

UML类图

代码实现:

结构

Snack

public abstract class Snack {
    public String desc = "我不是一个具体的食物";
    public String getDesc() {
        return desc;
    }
    public abstract double cost();
}

Handcake

public class Handcake extends Snack {
    public Handcake() {
        desc = "手抓饼";
    }
    @Override
    public double cost() {
        return 5;
    }
}

Noodles

public class Noodles extends Snack {
    public Noodles() {
        desc = "烤冷面";
    }
    @Override
    public double cost() {
        return 7;
    }
}

Condiment

public abstract class Condiment extends Snack {
    public abstract String getDesc();
}

FiredEgg

public class FiredEgg extends Condiment {
    private Snack snack;// 持有Component的引用
    public FiredEgg(Snack snack) {
        this.snack = snack;
    }
    @Override
    public String getDesc() {
        return snack.getDesc() + ", 煎蛋";
    }
    @Override
    public double cost() {
        return snack.cost() + 1;
    }
}

Ham

public class Ham extends Condiment {
    private Snack snack;// 持有Component的引用
    public Ham(Snack snack) {
        this.snack = snack;
    }
    @Override
    public String getDesc() {
        return snack.getDesc() + ", 火腿";
    }
    @Override
    public double cost() {
        return snack.cost() + 2;
    }
}

Bacon

public class Bacon extends Condiment {
    private Snack snack;// 持有Component的引用
    public Bacon(Snack snack) {
        this.snack = snack;
    }
    @Override
    public String getDesc() {
        return snack.getDesc() + ", 培根";
    }
    @Override
    public double cost() {
        return snack.cost() + 3;
    }
}

测试类:TestDecorate

public class TestDecorate {
    public static void main(String[] args) {
        Snack snack1 = new Handcake();
        System.out.println(snack1.getDesc() + "纯手抓饼花费" + snack1.cost());
        snack1 = new FiredEgg(snack1);
        System.out.println(snack1.getDesc() + "手抓饼+煎蛋总共花费" + snack1.cost());

        Snack snack2 = new Noodles();
        System.out.println(snack2.getDesc() + "纯烤冷面花费" + snack2.cost());
        snack2 = new FiredEgg(snack2);
        snack2 = new Ham(snack2);
        snack2 = new Bacon(snack2);
        System.out.println(snack2.getDesc() + "烤冷面+煎蛋+火腿+培根总共花费" + snack2.cost());
    }
}

输出

输出

小结分析

Noodles、FiredEgg、Ham、Bacon都是继承自Snack 基类,但是具体实现不同:

总结

1、装饰者和被装饰者对象有相同的超类型,所以在任何需要原始对象(被装饰者)的场合,都可以用装饰过得对象代替原始对象
2、可以用一个或多个装饰者包装一个对象(被装饰者)
3、装饰者可以在所委托的装饰者行为之前或之后加上自己的行为,以达到特定的目的
4、被装饰者可以在任何时候被装饰,所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象
5、装饰者会导致出现很多小对象,如果过度使用,会让程序变得复杂

Java I/O是装饰者模式的典型应用

参考文章
Java设计模式之装饰者模式(Decorator pattern)
学习、探究Java设计模式——装饰者模式
设计模式学习笔记之三:装饰者模式
设计模式(结构型)之装饰者模式(Decorator Pattern)

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