设计模式—装饰者模式

news2024/11/15 7:04:22

一、什么是装饰者模式

装饰者模式是一种结构型设计模式，它允许你动态地向对象添加新的行为而不影响其原有的行为。它在运行时给对象动态地添加一些额外的职责，通常是在原有的行为基础上，通过装饰器进行一些修饰，实现了更加灵活的代码复用和扩充。

给对象添加一些职责，但是又不想改变其原有的接口和实现。
在不使用继承的情况下（避免出现由于继承关系带来的类很多问题）动态地为一个对象添加一些额外的功能。
需要在程序运行时动态地为对象添加不同的功能，或者为对象添加同时使用多个的功能。

一句话，当遇到需要给某个类添加新功能，但又不能改源代码或不希望影响其他对象的情况下，可以考虑装饰者模式。

二、角色组成

Component（组件）：组件接口或抽象类定义了组件实现类和装饰器实现类的行为。
ConcreteComponent（组件实现类）：组件实现类实现了 Component 接口（或抽象类）。通常情况下，具体组件实现类就是被装饰器装饰的原始对象。
该类提供了 Component 接口中定义的最基本的功能，其他高级功能或后序添加的新功能都是通过装饰器的方式添加到该类的对象之上的。
Decorator（装饰器）：装饰器，它是一个实现了 Component 接口的类，并包含一个 Component 类型的成员变量，表示被装饰的对象。它的构造函数可以接收一个Component类型的参数，用于初始化成员变量。
ConcreteDecorator（装饰器的实现类）：该实现类要向被装饰对象添加某些功能。

三、场景

生活场景

穿衣服：我们每天都要穿衣服，根据不同的场合和气温选择不同的服装，比如外套、围巾、帽子等，这些都是具体装饰器（Concrete Decorator），而我们就是被装饰的抽象组件（Component）。
手机配件：如手机壳、钢化膜等。都可以看作是装饰者模式的应用，手机就是抽象组件（Component），手机壳、钢化膜等都是具体装饰器（Concrete Decorator）。
电影特效：如烟雾、爆炸、光影等，影片为抽象组件（Component），各种特效就是具体装饰器（Concrete Decorator）。

java场景

IO流的处理：这是一个典型的装饰者模式的应用。InputSteam和OutputStream是最基本的抽象组件（Component），而各种FilterInputSteam和FilterOutputStream就是具体的装饰器，它们可以实现各种不同的IO流处理功能，如缓冲、压缩、加密等等。
数据库连接池：连接池为抽象组件(Component)，各种不同的连接池实现(如C3P0、DBCP等)则是具体的装饰器(Concrete Decorator)，它们可以实现不同的连接池缓存策略、连接池大小、超时时间等属性。
Spring的AOP：在AOP中，切面就是具体的装饰器(Concrete Decorator)，而业务逻辑则是抽象组件(Component)，通过动态代理技术，将具体的业务逻辑和切面对象组合起来，我们就可以实现在不修改源码的情况下，动态地为业务逻辑添加新的功能。

四、代码示例

2.1、示例 UML图

2.2、组件接口类 Drink

public abstract class Drink {

	public String des; // 描述
	private float price = 0.0f;
	
	public void setDes(String des) {
		this.des = des;
	}
	
	public String getDes() {
		return des ;
	}
	
	
	public float getPrice() {
		return price;
	}
	public void setPrice(float price) {
		this.price = price;
	}
	
	//计算费用的抽象方法
	//子类来实现
	public abstract float cost();	
}

2.3、定义组件类 Coffee

public class Coffee  extends Drink {

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

2.4、组件子类 Espresso、CoffeeLongBlack

public class CoffeeEspresso extends Coffee {	
	public CoffeeEspresso() {
		setDes(" 意大利咖啡 ");
		setPrice(6.0f);
	}
}


public class CoffeeLongBlack extends Coffee {
	public CoffeeLongBlack() {
		setDes(" longblack ");
		setPrice(5.0f);
	}
}

2.5、定义装饰器： Decorator

public class Decorator extends Drink {
	
	private Drink drink ;
	
	public Decorator(Drink drink) { //组合
		this.drink = drink;
	}
	
	@Override
	public float cost() {
		// getPrice 自己价格
		return super.getPrice() + obj.cost();
	}
	
	@Override
	public String getDes() {
		// obj.getDes() 输出被装饰者的信息
		return super.getDes()+" +"+obj.getDes();
	}
}

2.6、装饰器子类，口味：Milk、Chocolate

/**
 * Decorator 的子类， 牛奶口味
 */
public class DecoratorMilk extends Decorator {

	public DecoratorMilk(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f); 
	}
}

/**
 * Decorator 的子类，巧克力口味
 */
public class DecoratorChocolate extends Decorator {

	public DecoratorChocolate(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 巧克力 ");
		setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
	}
}

2.7、测试：

public class Main {

	public static void main(String[] args) {
		// 装饰者模式下的订单：2份巧克力+一份牛奶的LongBlack

		// 1. 点一份 LongBlack
		Drink order = new CoffeeLongBlack();
		System.out.println("费用1=" + order.cost());
		System.out.println("描述=" + order.getDes());

		
		// 2. order 加入一份牛奶
		order = new DecoratorMilk(order);

		System.out.println("加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
		System.out.println("加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());

		
		
		// 3. order 加入 巧克力口味
		order = new DecoratorChocolate(order);

		System.out.println("加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =" + order.cost());
		System.out.println("加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());

		
		
		// 4. order 加入 巧克力口味
		order = new DecoratorChocolate(order);

		System.out.println("加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =" + order.cost());
		System.out.println("加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 = " + order.getDes());
	
		System.out.println("===========================");
	}
}

运行结果：

费用1=5.0
描述= longblack 
加入一份牛奶 费用 =7.0
加入一份牛奶 描述 =  牛奶  + longblack 
加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =10.0
加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 =  巧克力  + 牛奶  + longblack 
加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =13.0
加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 =  巧克力  + 巧克力  + 牛奶  + longblack 
===========================