设计模式（9）-装饰模式

简介

为什么要使用装饰模式

先问个问题，有什么方法可以给一个类增加方法？
一般有两种方式：

• 继承。继承一个父类。
• 关联。在这个类中嵌入另一个类的对象。

哪种方法好呢？
关联方式好。因为第一种方式把父类所有的方法都继承了，较为臃肿，而且也不能再继承其他类了。而第二种方法可以有这个类来决定调用另一个类的什么方法，较为灵活。第二种方法就是装饰模式的思想。

什么是装饰模式

装饰模式(Decorator Pattern) ：动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活。

别名
包装器Wrapper模式。

类型

对象结构型模式。

遵守的原则

开闭原则。客户端可以根据具体需要添加具体构建类和具体装饰类，并进行组合。

角色

角色

• Component，抽象构件
  
  • 抽象类
  • 具体构件和抽象装饰类的共同父类。
  • 声明了在具体构件中实现的业务方法。
  • 使客户端以一致的方式处理未被装饰的对象以及装饰之后的对象，实现客户端的透明操作。
• ConcreteComponent，具体构件
  
  • 具体类
  • 抽象构件的子类。
  • 实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的方法。
• Decorator，抽象装饰类
  
  • 抽象类
  • 抽象构件的子类。
  • 用于给具体构件增加职责。
  • 具体职责在其子类中实现。
• ConcreteDecorator，具体装饰类
  
  • 具体类
  • 抽象装饰类的子类。
  • 负责向构件添加新的职责。
  • 每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，它可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法用以扩充对象的行为。

UML类图

实现

• 创建抽象构件Component.java
• 创建具体构件ConcreteComponent.java
• 创建抽象装饰类Decorator.java
• 创建抽象装饰类Decorator.java
• 创建客户端类Client.java

抽象构件Component.java

public abstract class Component {    abstract void operation();}

具体构件ConcreteComponent.java

public class ConcreteComponent extends Component{    @Override    void operation() {        System.out.println("ConcreteComponent.operation()");            }}

实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的方法。

抽象装饰类Decorator.java

abstract class Decorator extends Component {    private Component component; // 维持一个对抽象构件对象的引用    public Decorator(Component component) // 注入一个抽象构件类型的对象    {        this.component = component;    }    public void operation() {        component.operation(); // 调用原有业务方法    }}

具体装饰类ConcreteDecorator.java

class ConcreteDecorator extends Decorator {    public ConcreteDecorator(Component component) {        super(component);    }    public void operation() {        super.operation(); // 调用原有业务方法        addedBehavior(); // 调用新增业务方法    }    // 新增业务方法    public void addedBehavior() {        System.out.println("ConcreteDecorator.addedBehavior()");    }}

负责向构件添加新的职责。每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，它可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法用以扩充对象的行为。

测试客户端类Client.java

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Component component = new ConcreteComponent();        Decorator decorator = new ConcreteDecorator(component);        component.operation();        System.out.println("-----------------------------------");        decorator.operation();          }}

测试
运行Client的main()

ConcreteComponent.operation()--------------------------------------ConcreteComponent.operation()ConcreteDecorator.addedBehavior()

优缺点

优点

• 灵活。装饰模式和继承都可以扩展类的方法，但相比继承，装饰模式的灵活性更高。
• 符合“开闭原则”。客户端可以根据具体需要添加具体构建类和具体装饰类，并进行组合。

缺点

• 复杂，易出错。装饰模式和继承都可以扩展类的方法，但相比继承，装饰模式的设计更为复杂，也更容易出错。

适用场景

• 当不能使用继承或者不适合使用继承时，采用装饰模式。

使用场景

待补充

扩展

相关模式

• 适配器模式Adapter：装饰模式Decorator不同于适配器Adapter模式，因为装饰仅改变对象的职责而不改变接口，适配器将给对象一个全新的接口。
• 组合模式Composite：可以将装饰视为一个仅有一个组件的组合。
• 策略模式Strategy模式：装饰模式改变对象的外表，策略模式改变对象的内在。

问题

在软件设计中，你是在哪里见到或用到了装饰模式？怎么用的

Java I/O中的FilterInputStream、FilterOutputStream、BufferedInputStream、DataInputStream等类中使用了装饰模式。详情请参考 Java8 I/O源码-FilterInputStream、FilterOutputStream与装饰器模式