装饰者模式

MR.XSS2023-06-022023-06-02

装饰者模式

简介

在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式。

概述：例如下图，想要给ConcreteComponent动态拓展功能，一般使用继承此类，但是，如果是final修饰的类就无法拓展，增加的多的话，还有可能会造成类爆炸情况，这个时候我们就可以引入装饰者模式，需要继承共有接口并且聚合该接口，使其子类对其进行继承，此时便可以动态拓展目标被装饰者类功能。

结构

装饰（Decorator）模式中的角色：

抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
具体构件（Concrete Component）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
抽象装饰（Decorator）角色：继承或实现抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

示例

类图

代码

public abstract class FastFood {
    private float price;
    private String desc;

    public FastFood() {
    }

    public FastFood(float price, String desc) {
        this.price = price;
        this.desc = desc;
    }

    public float getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(float price) {
        this.price = price;
    }

    public String getDesc() {
        return desc;
    }

    public void setDesc(String desc) {
        this.desc = desc;
    }

    public abstract float cost();
}

public class FiredNoodles extends FastFood{
    public FiredNoodles() {
        super(20, "炒面");
    }

    @Override
    public float cost() {
        return getPrice();
    }
}

public class FiredRice extends FastFood{


    public FiredRice() {
        super(10, "炒饭");
    }

    @Override
    public float cost() {
        return getPrice();
    }
}

public abstract class Garnish extends FastFood {

    private FastFood fastFood;

    public Garnish(FastFood fastFood, float price, String desc) {
        super(price, desc);
        this.fastFood = fastFood;
    }

    public FastFood getFastFood() {
        return fastFood;
    }
}

public class Egg extends Garnish{

    public Egg(FastFood fastFood) {
        super(fastFood,1,"加蛋");
    }

    @Override
    public String getDesc() {
        return super.getDesc()+getFastFood().getDesc();
    }

    @Override
    public float cost() {
        return getPrice() + getFastFood().getPrice();
    }
}

运行结果

好处：

饰者模式可以带来比继承更加灵活性的扩展功能，使用更加方便，可以通过组合不同的装饰者对象来获取具有不同行为状态的多样化的结果。装饰者模式比继承更具良好的扩展性，完美的遵循开闭原则，继承是静态的附加责任，装饰者则是动态的附加责任。
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。

使用场景

当不能采用继承的方式对系统进行扩充或者采用继承不利于系统扩展和维护时。

不能采用继承的情况主要有两类：
- 第一类是系统中存在大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长；
- 第二类是因为类定义不能继承（如final类）
在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
当对象的功能要求可以动态地添加，也可以再动态地撤销时。

JDK源码解析

IO流中的包装类使用到了装饰者模式。BufferedInputStream，BufferedOutputStream，BufferedReader，BufferedWriter。

我们以BufferedWriter举例来说明，先看看如何使用BufferedWriter

public class Demo {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        //创建BufferedWriter对象
        //创建FileWriter对象
        FileWriter fw = new FileWriter("C:\\Users\\Think\\Desktop\\a.txt");
        BufferedWriter bw = new BufferedWriter(fw);

        //写数据
        bw.write("hello Buffered");

        bw.close();
    }
}

使用起来感觉确实像是装饰者模式，接下来看它们的结构：

小结：

BufferedWriter使用装饰者模式对Writer子实现类进行了增强，添加了缓冲区，提高了写数据的效率。

代理和装饰者的区别

静态代理和装饰者模式的区别：

相同点：
- 都要实现与目标类相同的业务接口
- 在两个类中都要声明目标对象
- 都可以在不修改目标类的前提下增强目标方法
不同点：
- 目的不同
  装饰者是为了增强目标对象
  静态代理是为了保护和隐藏目标对象
- 获取目标对象构建的地方不同
  装饰者是由外界传递进来，可以通过构造方法传递
  静态代理是在代理类内部创建，以此来隐藏目标对象