设计模式:装饰模式(Decorator)

设计模式:装饰模式(Decorator)

动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,装饰模式想必生成子类更为灵活。

装饰模式又名包装(Wrapper)模式。装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能,是继承关系的一个替代方案。

装饰模式中的角色有:

  1. 抽象构件角色(Component):给出一个抽象接口,以规范准备接受附加责任的对象。
  2. 具体构件角色(ConcreteComponent):定义一个将要接收附加责任的类。
  3. 装饰角色(Decorator):持有一个构件(Component)对象的实例,并定义一个与抽象构件接口一致的接口。
  4. 具体装饰角色(ConcreteDecorator):负责给构件对象“贴上”附加的责任。

举个简单例子(类比《Head Fisrt》中的星巴克:吃杂粮煎饼,加个鸡蛋,加根火腿,加份辣条)

1 抽象构件角色

public abstract class Pancake
{
protected String name;
public String getName()
{
return this.name;
}
public abstract BigDecimal getPrice();
}

2 具体构件角色

public class CoarsePancake extends Pancake
{
public CoarsePancake(){
this.name = "杂粮煎饼";
}

@Override
public BigDecimal getPrice()
{
return new BigDecimal(5);
}
}

3 装饰角色

public abstract class Condiment extends Pancake
{
public abstract String getName();

public void sold()
{
System.out.println(getName()+":"+getPrice());
}
}

4 具体装饰角色

public class Egg extends Condiment
{
private Pancake pancake;
public Egg(Pancake pancake)
{
this.pancake = pancake;
}

@Override
public String getName()
{
return pancake.getName()+",加鸡蛋";
}

@Override
public BigDecimal getPrice()
{
return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(1.5));
}
}

public class Ham extends Condiment
{
private Pancake pancake;
public Ham(Pancake pancake)
{
this.pancake = pancake;
}
@Override
public String getName()
{
return this.pancake.getName()+",加火腿";
}

@Override
public BigDecimal getPrice()
{
return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(2));
}
}

public class Lettuce extends Condiment
{
private Pancake pancake;
public Lettuce(Pancake pancake)
{
this.pancake = pancake;
}
@Override
public String getName()
{
return this.pancake.getName()+",加生菜";
}

@Override
public BigDecimal getPrice()
{
return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(1));
}
}

5 测试代码

Pancake pancake = new CoarsePancake();
Condiment egg = new Egg(pancake);
Condiment ham = new Ham(egg);
ham.sold();
Condiment lettuce = new Lettuce(ham);
lettuce.sold();

测试结果:

杂粮煎饼,加鸡蛋,加火腿:8.5
杂粮煎饼,加鸡蛋,加火腿,加生菜:9.5

适用场景

  1. 想透明并且动态地给对象增加新的职责的时候
  2. 给对象增加的职责,在未来存在增加或减少功能
  3. 用继承扩展功能不太现实的情况下,应该考虑用组合的方式

优缺点

优点

  1. 通过组合而非继承的方式,实现了动态扩展对象的功能的能力。
  2. 有效避免了使用继承的方式扩展对象功能而带来的灵活性差,子类无限制扩张的问题。
  3. 充分利用了继承和组合的长处和短处,在灵活性和扩展性之间找到完美的平衡点。
  4. 装饰者和被装饰者之间虽然都是同一类型,但是它们彼此是完全独立并可以各自独立任意改变的。
  5. 遵守大部分GRAP原则和常用设计原则,高内聚、低偶合。

缺点

  1. 装饰链不能过长,否则会影响效率。
  2. 因为所有对象都是继承于Component,所以如果Component内部结构发生改变,则不可避免地影响所有子类(装饰者和被装饰者),也就是说,通过继承建立的关系总是脆弱地,如果基类改变,势必影响对象的内部,而通过组合建立的关系只会影响被装饰对象的外部特征。
  3. 只在必要的时候使用装饰者模式,否则会提高程序的复杂性,增加系统维护难度。

Jdk中的装饰模式:由于Java I/O库需要很多性能的各种组合,如果这些性能都是用继承的方法实现的,那么每一种组合都需要一个类,这样就会造成大量性能重复的类出现。而如果采用装饰模式,那么类的数目就会大大减少,性能的重复也可以减至最少。因此装饰模式是Java I/O库的基本模式。

根据上图可以看出:

  • 抽象构件(Component)角色:由InputStream扮演。这是一个抽象类,为各种子类型提供统一的接口。
  • 具体构件(ConcreteComponent)角色:由ByteArrayInputStream、FileInputStream、PipedInputStream、StringBufferInputStream等类扮演。它们实现了抽象构件角色所规定的接口。
  • 抽象装饰(Decorator)角色:由FilterInputStream扮演。它实现了InputStream所规定的接口。
  • 具体装饰(ConcreteDecorator)角色:由几个类扮演,分别是BufferedInputStream、DataInputStream以及两个不常用到的类LineNumberInputStream、PushbackInputStream。

参考资料

  1. 23种设计模式
  2. 《JAVA与模式》之装饰模式

欢迎支持笔者的作品《深入理解Kafka: 核心设计与实践原理》和《RabbitMQ实战指南》,同时欢迎关注笔者的微信公众号:朱小厮的博客(ID: hiddenkafka)。
本文作者: 朱小厮

评论

Your browser is out-of-date!

Update your browser to view this website correctly. Update my browser now

×