設計模式-裝飾器模式

概述

裝飾器模式一種動態地往一個類中添加新的行為的設計模式。就功能而言,修飾模式相比生成子類更為靈活,這樣可以給某個對象而不是整個類添加一些功能。

一般來說,我們想給某個類或者對象添加行為有兩種方式:繼承方式,組合方式。裝飾器模式使用的是組合方式。

實現

首先看下裝飾器模式的UML圖

DecoratorUML.png

可以看到,裝飾器模式主要有

  • 抽象被裝飾組件
  • 具體被裝飾組件
  • 抽象裝飾類
  • 具體裝飾類

下面我將以煎餅的代碼為例子,演示裝飾器模式

/**
 * 抽象組件:煎餅
 */
public interface JianBing {
  JianBing make();
}

/**
 * 具體組件:楊氏煎餅
 */
public class YangShiJianBing implements JianBing {
  public JianBing make() {
    System.out.println("楊式煎餅");
    return this;
  }
}

/**
 * 抽象裝飾器:調料
 */
public AbstractClass TiaoLiao implements JianBing{
  protected JianBing jianbing;

  public TiaoLiao(JianBing jianbing) {
    this.jianbing = jianbing;
  }

  public JianBing make() {
    jianbing.make();
  }
}


/**
 * 具體裝飾器:加孜然
 */
public class AddZiRan extends TiaoLiao {
  public AddZiRan (JianBing jianbing) {
    super(jianbing);
  }

  public JianBing make() {
    jianbing.make();
    addZiRan(jianbing);
  }

  public void addZiRan(JianBing jianbing) {
    System.out.println(" 加孜然 ");
  }
}

/**
 * 具體裝飾器:加辣
 */
public class AddPepper extends TiaoLiao {
  public AddPepper (JianBing jianbing) {
    super(jianbing);
  }

  public JianBing make() {
    jianbing.make();
    addPepper(jianbing);
  }

  public void addPepper(JianBing jianbing) {
    System.out.println(" 加辣 ");
  }
}

/**
 * 客戶
 **/

public class Client {
  public static void main(String[] args) {
    // 煎餅 加孜然 加辣
    JianBing jianbing = new YangShiJianBing();
    JianBing jianBingAddPepper = new AddPepper(jianbing);
    JianBing jianBingAddZiRan = new AddZiRan(jianBingAddPepper);
    jianBingAddZiRan.make();
  }
}

可以看到,使用了裝飾器模式之后,我們可以動態(甚至遞歸)地給組件(煎餅)添加需要的行為(調料),很棒。這和代理模式有本質的區別。

裝飾器模式的實例

一個比較著名的例子是Java的I/O標準庫的設計,其部分如下所示

JavaIOStreamUML.png

根據上圖可以看出:

  • 抽象構建角色(Component):由InputStream扮演。這是一個抽象類,為各種子類型提供統一的接口。
  • 具體構件角色(ConcreteComponent):由ByteArrayInputStream、FileInputStream、StringBufferInputStream等類扮演。它們實現了抽象構件角色所規定的接口。
  • 抽象裝飾角色(Decorator):由FilterInputStream、ObectInputStream等類扮演。它們實現了InputStream所規定的接口。
  • 具體裝飾角色(ConcreteDecorator):由幾個類扮演,分別是BufferedInputStream、DataInputStream以及兩個不常用到的類LineNumberInputStream、PushbackInputStream。

裝飾器模式的優點

裝飾模式與繼承關系的目的都是要擴展對象的功能,但是裝飾模式可以提供比繼承更多的靈活性。通過使用不同的具體裝飾類以及這些裝飾類的排列組合,可以創造出很多不同行為的組合。可以使用多個具體裝飾類來裝飾同一對象,得到功能更為強大的對象。

裝飾器模式的缺點

這種比繼承更加靈活機動的特性,也同時意味著裝飾模式比繼承更加易于出錯,排錯也很困難,對于多次裝飾的對象,調試時尋找錯誤可能需要逐級排查,較為煩瑣。

參考文章

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