03-JAVA设计模式-装饰模式

news2025/2/28 17:35:50

装饰模式

什么装饰模式

装饰器模式（Decorator Pattern）也叫包装器模式，是一种结构型设计模式，允许用户在不改变对象的情况下，动态地给对象增加一些额外的职责（功能）。装饰器模式相比生成子类更为灵活，因为可以在运行时根据需要动态地添加或删除功能。

职责

动态的为一个对象增加新的功能
装饰模式是一种用于替代继承的技术，无需通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的关联关系代替继承关系，更加灵活，同时避免类型体系的快速膨胀。。

实现细节

抽象组件（Component）：定义一个抽象接口，用于规定准备接收附加责任的对象，即可以给这些对象动态地添加职责。
具体组件（ConcreteComponent）：实现了抽象组件的接口，定义了一个具体的“被装饰”对象，这个对象可以被装饰器动态地添加功能。
抽象装饰器（Decorator）：继承自抽象组件，并持有一个抽象组件的引用。抽象装饰器中声明了与抽象组件相同的方法，并保留了新增功能的接口，以供具体装饰器添加新的功能。
具体装饰器（ConcreteDecorator）：实现抽象装饰器所增加的功能，并在调用原有方法时，增加新的功能。

优点

扩展对象功能，比继承灵活，不会导致类个数的急剧增加
可以对一个对象进行多次装饰，创造出不同行为的组合，得到功能更加强大的对象
具体构件类和具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要自己增加新的具体构件子类和具体装饰子类。

缺点

产生很多小对象。大量小对象占据内存，一定程度上影响性能
装饰器模式容易出错，调试排查比较麻烦

案例

一台普通通话手机，可扩展出具有拍照功能，NCF功能，联网功能

UML

在这里插入图片描述

实现步骤：

定义一个抽象组件，用于规定准备接收附加功能/职责的方法IPHONE
定义一个具体组件，实现抽象组件，及实现具备基础功能/职责
定义一个抽象装饰器，继承抽象组件，并持有一个抽象组件的引用。实现抽象组件接口方法中调用传入接口组件引用的具体实例的方法，达到调用已具备功能/职责
定义一个/多个具体装饰器，继承抽象装饰器，增加新功能，实现抽象接口时调用原有方法，及新增功能/职责

实现代码

IPhone.java

// 抽象组件：
// *  定义一个手机具备某种功能接口的抽象类
public interface IPhone {
     // 具备功能
     void function();
}

Phone.java

// 具体组件：
// 定义一个具体组件包含最基础的功能：普通手机
public class Phone implements IPhone {
    @Override
    public void function(){
        System.out.println("具备通讯功能");
    };
}

PhoneExtendFunction.java

//抽象装饰器
// 继承自抽象组件，并持有一个抽象组件的引用
public class PhoneExtendFunction implements IPhone{
    // 持有一个抽象组件的引用,调用已具有的功能
    private IPhone phone;

    public PhoneExtendFunction(IPhone phone) {
        this.phone = phone;
    }
    @Override
    public void function() {
        phone.function();
    }
}

InternetFunction.java

// 具体装饰器
// 实现抽象装饰器所增加的功能，并在调用原有方法时，增加新的功能。
public class InternetFunction extends PhoneExtendFunction {
    public InternetFunction(IPhone phone) {
        super(phone);
    }
    public void internet(){
        System.out.println("联网功能");
    }
    @Override
    public void function() {
        super.function();
        internet();
    }
}

NfcFunction.java

// 具体装饰器
// 实现抽象装饰器所增加的功能，并在调用原有方法时，增加新的功能。
public class NfcFunction extends PhoneExtendFunction{
    public NfcFunction(IPhone phone) {
        super(phone);
    }
    public void nfc(){
        System.out.println("NFC功能");
    }
    @Override
    public void function() {
        super.function();
        nfc();
    }
}

PhotographFunction.java

// 具体装饰器
// 实现抽象装饰器所增加的功能，并在调用原有方法时，增加新的功能。
public class PhotographFunction extends PhoneExtendFunction{
    public PhotographFunction(IPhone phone) {
        super(phone);
    }
    public void photograph(){
        System.out.println("摄影功能");
    }
    @Override
    public void function() {
        super.function();
        photograph();
    }
}

TestClient.java

public class TestClient {
    public static void main(String[] args) {
        PhotographFunction phone = new PhotographFunction(new InternetFunction(new NfcFunction(new Phone())));
        phone.function();
    }
}

执行结果：

在这里插入图片描述

装饰器模式和桥接模式的区别

装饰器模式的主要特点是在不改变现有对象结构的情况下，动态地给对象增加一些职责（功能）。装饰器是继承的有力补充，比继承更加灵活。通过使用不同的装饰类和它们的排列组合，可以实现不同的效果。在装饰器模式中，通常会有一个抽象组件和多个具体装饰器，每个装饰器都可以为对象添加新的功能，而且这些装饰器可以灵活地叠加使用。

桥接模式则是将抽象化与实现化分离，使它们可以独立变化。桥接模式包括两个继承体系：抽象部分和实现部分。抽象部分定义了一个接口，规定了实现部分需要实现的方法。实现部分则是具体的实现细节。通过这种方式，桥接模式可以减少派生类的增长，因为你可以将不同的抽象部分和实现部分进行组合，从而得到不同的功能。

两者的主要区别在于：

关注点不同：装饰器模式关注于在不改变对象结构的情况下动态增加功能，而桥接模式关注于将抽象与实现分离，使它们能够独立演化。
结构差异：装饰器模式是通过包装一个已存在的对象，并为其增加新的功能或行为。桥接模式则是通过抽象与实现的分离来组合不同的功能。
行为的叠加性：在装饰器模式中，装饰的行为可以叠加，装饰后的对象可以拥有多个装饰器所添加的功能。而在桥接模式中，行为通常不会叠加，而是通过抽象与实现的组合来提供不同的功能。
稳定性与灵活性：装饰器模式中的对象本身比较稳定，主要是为了增加新功能。而桥接模式本身可能不太稳定，因为实现部分可以独立变化。然而，这也使得桥接模式更加灵活，可以适应更多的变化和需求。