设计模式之装饰模式

装饰模式

一：装饰模式概述

装饰模式可以在不改变一个对象本身功能的基础上给对象增加额外的新行为，比如把房子装修就是一个很典型的场景。

装饰模式是一种用于替代继承的技术，它通过一种无须定义子类的方式来给对象动态增加职责，使用对象之间的关联关系取代类之间的继承关系。在装饰模式中引入了装饰类，在装饰类中既可以调用待装饰的原有类的方法，还可以增加新的方法，以扩充原有类的功能。

定义如下：

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。装饰模式是一种对象结构型模式。

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二：装饰模式结构图

结构如图：

角色说明：

• Component（抽象构件）：它是具体构件和抽象装饰类的都要继承的接口（也可以是父类，建议接口，面向接口编程），声明了在具体构件中实现的业务方法，它的引入可以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）：它是抽象构件类的子类，用于定义具体的构件对象，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职责（方法）。
• Decorator（抽象装饰类）：它也是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但是具体职责在其子类中实现。它维护一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法，并通过其子类扩展该方法，以达到装饰的目的。
• ConcreteDecorator（具体装饰类）：它是抽象装饰类的子类，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。

由于具体构件类和装饰类都实现了相同的抽象构件接口，因此装饰模式以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任，换言之，客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。

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三：装饰模式实战

我们现在可以画圆，但是需要自定义线条的粗细和线条的风格，怎么通过装饰器来实现这一个功能呢？

先来看一下代码:

Shape：

// 形状的接口
public interface Shape {
    // 画图
    void draw();
}

Circle：

// 圆形
public class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("画圆");
    }

}

ShapeDecorator:

// 抽象类形状装饰器
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;
    public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        super();
        this.decoratedShape = decoratedShape;
    }
}

LineStyleDecorator:

//自定义线条装饰器
public class LineStyleDecorator extends ShapeDecorator {
    protected LineStyle style;
    public LineStyleDecorator(Shape decoratedShape, LineStyle style) {
        super(decoratedShape);
        this.style = style;
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
        System.out.println("线条风格: " + style);
    }

}

LineThinknessDecorator:

// 自定义线条粗细装饰器
public class LineThinknessDecorator extends ShapeDecorator  {
    // 厚度
    protected double thickness;
    public LineThinknessDecorator(Shape decoratedShape, double thickness) {
        super(decoratedShape);
        this.thickness = thickness;
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
        System.out.println("线条粗细：" + thickness);
    }

}

LineStyle:

// 线条风格
public enum LineStyle {
    SOLID, // 实心
    DASH, // 长划
    DOT, // 点
    DOUBLE_DASH, // 双线
}

client：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        circle.draw();
        System.out.println();

        // 通过两个装饰类，定义了线条的粗细以及线条的风格
        Shape circle1 = new LineStyleDecorator(
                             new LineThinknessDecorator(new Circle(), 2.0d),
                LineStyle.DASH);
        circle1.draw();
    }
}

结果打印：

画圆

画圆
线条粗细：2.0
线条风格: DASH

说明：抽象装饰器ShapeDecorator和具体的构件Circle都实现了抽象构件Shape,ShapeDecorator维护了一个Shape引用，通过该引用指向装饰前的构件对象，并通过子类LineStyleDecorator和LineThinknessDecorator来扩展对象行为。

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四：装饰模式注意事项

1. 尽量保持装饰类的接口与被装饰类的接口相同，这样，对于客户端而言，无论是装饰之前的对象还是装饰之后的对象都可以一致对待。
2. 尽量保持具体构件类ConcreteComponent是一个“轻”类，也就是说不要把太多的行为放在具体构件类中，我们可以通过装饰类对其进行扩展。

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四：装饰模式总结

优势：

1. 对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活性，不会导致类的个数急剧增加。
2. 可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同的具体装饰类，从而实现不同的行为。
3. 可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合，得到功能更为强大的对象。
4. 具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有类库代码无须改变，符合“开闭原则”。

劣势：

1. 使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源，在一定程序上影响程序的性能。
2. 装饰模式提供了一种比继承更加灵活机动的解决方案，但同时也意味着比继承更加易于出错，排错也很困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为繁琐。

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五：适用场景

1. 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。
2. 当不能采用继承的方式对系统进行扩展或者采用继承不利于系统扩展和维护时可以使用装饰模式。不能采用继承的情况主要有两类：第一类是系统中存在大量独立的扩展，为支持每一种扩展或者扩展之间的组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长；第二类是因为类已定义为不能被继承。

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参考：https://blog.csdn.net/lovelion/article/details/7425849