(八)趣学设计模式之装饰器模式！

news2025/4/9 21:00:02

在这里插入图片描述

目录

一、啥是装饰器模式？
二、为什么要用装饰器模式？
三、装饰器模式的实现方式
四、装饰器模式的优缺点
五、装饰器模式的应用场景
六、装饰器模式 vs 代理模式
七、总结

🌟我的其他文章也讲解的比较有趣😁，如果喜欢博主的讲解方式，可以多多支持一下，感谢🤗！
🌟了解适配器模式请看： (七)趣学设计模式之适配器模式！

这篇文章带你详细认识一下设计模式中的装饰器模式

一、啥是装饰器模式？

想象一下，你点了一杯咖啡 ☕️，觉得味道有点单调，想加点料，比如加一份牛奶 🥛，或者加一份糖 🍬，甚至加一份巧克力酱 🍫。每次加料，咖啡的味道都会变得不一样 😋。

装饰器模式，就是用来动态地给一个对象添加一些额外的职责！ 它可以让你在不修改原有对象的基础上，扩展对象的功能 ➕。

简单来说，就是给对象穿上不同的“衣服”，让它拥有不同的功能！ 🧥👔

你想给一个对象添加一些额外的功能，但是不想修改它的代码： 就像你想给咖啡加料，但是不想修改咖啡的制作方法 ☕️！
你想动态地给对象添加功能，而不是静态地继承： 就像你想根据自己的喜好，随时给咖啡加不同的料 🥛🍬🍫！
你想避免创建大量的子类： 就像你不想为每种加料的咖啡都创建一个新的类 ☕️+🥛, ☕️+🍬, ☕️+🍫！

二、为什么要用装饰器模式？

用装饰器模式，好处多多 👍：

扩展性好： 可以动态地添加新的装饰器，扩展对象的功能 ➕！
灵活性高： 可以灵活地组合不同的装饰器，实现不同的功能组合 🤸！
符合开闭原则： 可以在不修改原有代码的情况下，增加新的装饰器，扩展功能 🆕！
避免了继承带来的类爆炸问题： 不需要创建大量的子类，减少了类的数量 💥！

三、装饰器模式的实现方式

装饰器模式主要包含以下几个角色：

Component（组件）： 定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。 ☕️ (比如：咖啡)
ConcreteComponent（具体组件）： 定义一个具体的对象，实现了组件接口。 ☕️ (比如：原味咖啡)
Decorator（装饰器）： 包含一个指向组件对象的引用，并定义一个与组件接口一致的接口。 🧥 (比如：调味品)
ConcreteDecorator（具体装饰器）： 具体的装饰器类，负责给组件对象添加额外的职责。 🥛🍬🍫 (比如：牛奶、糖、巧克力酱)

代码示例：

// 组件接口：咖啡
public interface Coffee {
    String getDescription(); // 获取描述
    double getCost(); // 获取价格
}

// 具体组件：原味咖啡
public class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "原味咖啡";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return 10.0;
    }
}

// 装饰器：调味品
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee coffee; // 组合咖啡对象

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.coffee = coffee;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription();
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return coffee.getCost();
    }
}

// 具体装饰器：牛奶
public class Milk extends CoffeeDecorator {
    public Milk(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", 加牛奶";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 2.0;
    }
}

// 具体装饰器：糖
public class Sugar extends CoffeeDecorator {
    public Sugar(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", 加糖";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 1.0;
    }
}

// 客户端
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new SimpleCoffee(); // 创建原味咖啡
        System.out.println(coffee.getDescription() + ", 价格：" + coffee.getCost());

        coffee = new Milk(coffee); // 加牛奶
        System.out.println(coffee.getDescription() + ", 价格：" + coffee.getCost());

        coffee = new Sugar(coffee); // 加糖
        System.out.println(coffee.getDescription() + ", 价格：" + coffee.getCost());
    }
}

分析：

Coffee 是组件接口，定义了咖啡的描述和价格。
SimpleCoffee 是具体组件，实现了原味咖啡。
CoffeeDecorator 是装饰器，组合了咖啡对象，并实现了咖啡接口。
Milk 和 Sugar 是具体装饰器，分别给咖啡添加了牛奶和糖。

输出结果：

原味咖啡, 价格：10.0
原味咖啡, 加牛奶, 价格：12.0
原味咖啡, 加牛奶, 加糖, 价格：13.0

四、装饰器模式的优缺点

优点：

扩展性好 ➕！
灵活性高 🤸！
符合开闭原则 🆕！
避免了继承带来的类爆炸问题 💥！

缺点：

增加了系统的复杂度 😫！
可能会产生很多小对象 👶！
调试困难，特别是当有很多装饰器的时候 🐛！

五、装饰器模式的应用场景

动态地给对象添加职责： 就像给咖啡加料，或者给汽车加装配件 🚗！
需要灵活地组合不同的功能： 就像给文本编辑器添加不同的功能，比如加粗、斜体、下划线 📝！
避免创建大量的子类： 就像避免为每种加料的咖啡都创建一个新的类 ☕️+🥛, ☕️+🍬, ☕️+🍫！
IO流： Java IO流中大量使用了装饰器模式，例如 BufferedInputStream 和 BufferedOutputStream 都是装饰器，用于提高IO效率。

六、装饰器模式 vs 代理模式

代理模式请看：(六)趣学设计模式之代理模式！

特性	装饰器模式	代理模式
目的	动态地给对象添加额外的职责 ➕	控制对对象的访问 👮
关注点	扩展功能	控制访问
关系	装饰器和组件之间是“is-a”关系（接口）	代理和真实对象之间是“is-a”关系（接口）
组合	装饰器组合的是组件对象，可以多层组合 ☕️+🥛+🍬	代理组合的是真实对象，通常只有一层 🧑‍💼+🏠
透明性	客户端通常知道它正在使用装饰器 👁️	客户端通常不知道它正在使用代理 🙈
例子	咖啡加料 ☕️+🥛+🍬	房产中介 🧑‍💼+🏠
常见应用	IO流，GUI组件	远程代理，虚拟代理，保护代理，缓存代理
核心区别	扩展对象的功能，不改变原有接口	控制对对象的访问，可以改变原有接口的行为