1 装饰模式举例
如图,在一个图表上,加上滚动条,便是装饰了图表。
2 装饰模式概述
装饰模式的定义:
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。
装饰模式的特点:
1、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。
2、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。
3 装饰模式的设计与实现
3.1 装饰模式结构图:
1、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。
2、为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性,我们通常会定义一个抽象装饰类,而将具体的装饰类作为它的子类
各个角色:
● Component(抽象构件):它是具体构件和抽象装饰类的共同父类,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。
3.2 装饰模式的代码:
装饰模式的核心在于抽象装饰类的设计,其典型代码如下所示:
class Decorator implements Component { private Component component; //维持一个对抽象构件对象的引用 public Decorator(Component component) //注入一个抽象构件类型的对象 { this.component=component; } public void operation() { component.operation(); //调用原有业务方法 } }
具体装饰类的实现:
class ConcreteDecorator extends Decorator { public ConcreteDecorator(Component component) { super(component); } public void operation() { super.operation(); //调用原有业务方法 addedBehavior(); //调用新增业务方法 } //新增业务方法 public void addedBehavior() { …… } }
装饰者的客户端使用
Component component,componentSB,componentBB; //使用抽象构件定义 component = new Window(); //定义具体构件 componentSB = new ScrollBarDecorator(component); //定义装饰后的构件
componentBB = new BlackBorderDecorator(componentSB); //继续装饰 componentBB.display();
4 透明装饰模式与半透明装饰模式
透明模式即我们上面写的标准的装饰模式。
半透明模式,是指在某个装饰类里面提供了额外的方法供外面调用,这个不太好,由于是基类中不存在的方法,所以不能继续装饰了,所以除非必要不推荐使用。
5 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,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。也就是说,尽量使用透明装饰模式。
(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。
(3) 如果只有一个具体构件类,那么抽象装饰类可以作为该具体构件类的直接子类。 //这只是装饰模式的一个蜕化特例。
6 装饰模式总结
装饰模式降低了系统的耦合度,可以动态增加或删除对象的职责,并使得需要装饰的具体构件类和具体装饰类可以独立变化,以便增加新的具体构件类和具体装饰类。在软件开发中,装饰模式应用较为广泛,例如在JavaIO中的输入流和输出流的设计、javax.swing包中一些图形界面构件功能的增强等地方都运用了装饰模式。
6.1.主要优点
装饰模式的主要优点如下:
(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”。
6.2.主要缺点
装饰模式的主要缺点如下:
(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。
6.3.适用场景
在以下情况下可以考虑使用装饰模式:
(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(如Java语言中的final类)。
7 参考
扩展系统功能——装饰模式(一):图形界面构件库的设计
扩展系统功能——装饰模式(二):装饰模式概述
扩展系统功能——装饰模式(三):图形界面构件库的装饰模式解决方案
扩展系统功能——装饰模式(四):透明装饰模式与半透明装饰模式,装饰模式注意事项,装饰模式总结