装饰(Decorator)模式

news2024/11/26 4:42:58

目录

  • 动机
  • 使用场景
  • 参与者
  • 协作
  • 效果
  • 实现
  • 相关模式
  • 应用和思考
  • 类图

装饰模式是对象结构型模式,动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加的功能来说装饰器模式相比生成子类更为灵活。

动机

有时候需要给某个对象而不是整个类添加一些功能,使用继承也可以,但是子类行为是静态的而用户不能动态的控制;如果希望在无需修改代码且运行时为对象新增额外的行为,可以使用装饰器模式

使用场景

  • 在不影响其他对象的情况下,以动态,透明的方式给单个对象添加职责
  • 处理那些可以撤销的职责
  • 当不能采用生成子类的方法进行扩充时,分两种情况
    • 可能有大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使子类数目呈爆炸性增长;
    • 类定义被隐藏,或者类定义不能用于生成子类

参与者

  • Component:定义一个对象接口,可以给这些对象动态地添加职责
  • ConcreteComponent:定义一个对象,可以给这个对象添加一些职责
  • Decorator:维持一个指向Component对象的指针,并定义一个与Component接口一致的接口
  • ConcreteDecorator:向组件添加职责

协作

  • Decorator将请求转发给Component对象,并有可能在转发请求前后执行一些附加的动作

效果

  • 优点:
    • 比静态继承更加灵活,无需创建新子类即可扩展对象行为,在运行时添加或删除对象的功能
    • 可以用多个装饰器来组合几种行为
    • 单一职责原则
    • 避免在层级结构高层的类有太多的特征。Decorator模式提供了一种“即用即付”的方法来添加职责,他并不试图再一个复杂的可定制的类中添加功能,可以从简单的部件组合出复杂的功能
  • 缺点:
    • Decorator与它的Component不一样。Decorator是一个透明的包装,使用装饰时不应该依赖对象标识
    • 使用Decorator模式进行系统设计会产生很多小对象,这些小对象仅在相互连接的方式上有所不同,而不是他们的类或他们的属性值有所不同
    • 当Component类原本就很庞大时使用Decorator模式代价太高,Stratety模式相对更好一些

实现

  • 接口的一致性:装饰对象的接口必须要与它所修饰的Component的接口一致,因此所有的具体Decorator类必须有一个公共父类
  • 省略抽象的Decorator类:当仅需要添加一个职责时没必要定义抽象的Decorator类
  • 保持Component类的简单性:为了保证接口的一致性,组件和装饰必须有一个公共的Component父类,因此保持这个类的简单性很重要,它应集中于定义接口而不是存储数据。对数据表示的定义应延迟到子类中,否则Component类会变得过于复杂和庞大;功能也不能太多,否则会导致子类有一些它们并不需要的功能;
  • 改变对象外壳与改变对象内核:可以将Decorator看作一个对象的外壳,它可以改变这个对象的行为。另一种方法是改变对象的内核,如Strategy模式;区分这两种模式的场合:当Component类很庞大时使用Decorator模式代价太高,Strategy模式相对更好一点
  • 具体的实现方式(结合类图看)
    • 确保业务逻辑可用一个基本组件及多个额外可选层次表示。
    • 找出可选组件和可选层次的通用方法(什么是通用方法),创建一个组件接口并在其中声明这些方法
    • 创建一个具体组件类,并定义其基础行为
    • 创建装饰基类,使用一个成员变量存储指向被封装对象的引用。该成员变量必须被声明为组件接口类型,从而能在运行时连接具体组件和装饰。 装饰基类必须将所有工作委派给被封装的对象。
    • 确保所有类实现组件接口。
    • 将装饰基类扩展为具体装饰。 具体装饰必须在调用父类方法(总是委派给被封装对象)之前或之后执行自身的行为。
    • 客户端代码负责创建装饰并将其组合成客户端所需的形式。

相关模式

  • Adapter模式:装饰器改变对象的职责而不改变它的接口;而适配器给对象一个全新的接口
  • Composite模式
  • Stratety模式:两种改变对象的途径:装饰改变对象的外表,策略模式改变对象的内核
    • Decorator模式中装饰对组件是透明的
    • Strategy中component组件本身知道可能进行哪些扩充,因此必须引用并维护相应的策略

应用和思考

  • 由于Decorator模式仅从外部改变组件,因此组件无需对它的装饰有任何了解,也就是说这些装饰对该组件是透明的
  • 将业务逻辑组织为层次结构,可以为各层创建一个装饰,在运行时将各种不同的逻辑组合成对象

类图

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