Java經(jīng)典設(shè)計(jì)模式之裝飾器模式解析

更新時(shí)間：2023年08月16日 11:50:38 作者：也曾眼眸有光

這篇文章主要介紹了Java經(jīng)典設(shè)計(jì)模式之裝飾器模式解析,裝飾器模式主要解決繼承關(guān)系過于復(fù)雜的問題，通過組合來替代繼承,指在不改變現(xiàn)有對(duì)象結(jié)構(gòu)的情況下，動(dòng)態(tài)地給該對(duì)象增加一些職責(zé)(即增加其額外功能)的模式,需要的朋友可以參考下

裝飾器模式

裝飾器模式主要解決繼承關(guān)系過于復(fù)雜的問題，通過組合來替代繼承。

指在不改變現(xiàn)有對(duì)象結(jié)構(gòu)的情況下，動(dòng)態(tài)地給該對(duì)象增加一些職責(zé)（即增加其額外功能）的模式，裝飾器模式提供了比繼承更有彈性的替代方案將功能附加到對(duì)象上。

因此，裝飾器模式的核心功能是功能擴(kuò)展，使用裝飾器模式可以透明且動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展類的功能。

裝飾器模式還有一個(gè)特點(diǎn)，那就是可以對(duì)原始類嵌套使用多個(gè)裝飾器。

為了滿足這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景，在設(shè)計(jì)的時(shí)候，裝飾器類需要跟原始類繼承相同的抽象類或者接口。

應(yīng)用場(chǎng)景：

用于擴(kuò)展一個(gè)類的功能，或者給一個(gè)類添加附加職責(zé)
動(dòng)態(tài)的給一個(gè)對(duì)象添加功能，這些功能可以再動(dòng)態(tài)的被撤銷
需要為一批平行的兄弟類進(jìn)行改裝或者加裝功能

UML類圖

由上圖可知，裝飾器模式主要包含了4個(gè)角色；

抽象組建（Component）：可以是一個(gè)接口或者抽象類，充當(dāng)被裝飾類的原始對(duì)象，規(guī)定了被裝飾對(duì)象的行為
具體組件（ConcreteComponent）：實(shí)現(xiàn)/繼承Component的一個(gè)具體對(duì)象，即被裝飾對(duì)象
抽象裝飾器（Decorator):通用的裝飾ConcreteComponent的裝飾器，其內(nèi)部必然有一個(gè)屬性指向Component，其實(shí)現(xiàn)一般是一個(gè)抽象類，主要為了讓其子類按照其構(gòu)造形式傳入一個(gè)Component，這是強(qiáng)制的通用行為。如果系統(tǒng)中裝飾邏輯單一，則并不需要實(shí)現(xiàn)許多裝飾器，可以直接省略該類，而直接實(shí)現(xiàn)一個(gè)具體裝飾器即可
具體裝飾器（ConcreteDecorator）：Decorator的具體實(shí)現(xiàn)類，理論上，每個(gè)ConcreteDecorator都擴(kuò)展了Component對(duì)象的一種功能

裝飾器模式的實(shí)現(xiàn)原理就是，讓裝飾器實(shí)現(xiàn)與被裝飾類相同的接口，使得裝飾器與被擴(kuò)展類類型一致，并在構(gòu)造函數(shù)中傳入該接口對(duì)象，然后再實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口的被包裝類屬于同一類型，且構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)為其實(shí)現(xiàn)接口類，因此裝飾器模式具備嵌套擴(kuò)展功能，這樣就能使用裝飾器模式一層一層的對(duì)底層被包裝類進(jìn)行功能擴(kuò)展了

通用寫法

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        ConcreteComponent c1 = new ConcreteComponent();
        ConcreteDecoratorA decoratorA = new ConcreteDecoratorA(c1);
        decoratorA.operation();
        System.out.println("---------------------------");
        ConcreteDecoratorB decoratorB = new ConcreteDecoratorB(c1);
        decoratorB.operation();
        System.out.println("---------------------------");
        ConcreteDecoratorB decoratorB1 = new ConcreteDecoratorB(decoratorA);
        decoratorB1.operation();
    }
    static abstract class Component{
        public abstract void operation();
    }
    static class ConcreteComponent extends Component{
        @Override
        public void operation() {
            System.out.println("處理業(yè)務(wù)邏輯??！");
        }
    }
    static abstract class Decorator extends Component{
        protected Component component;
        public Decorator(Component component){
            this.component = component;
        }
        public void operation(){
            //轉(zhuǎn)發(fā)請(qǐng)求給組建對(duì)象，可以在轉(zhuǎn)發(fā)前后執(zhí)行一些附加動(dòng)作
            component.operation();
        }
    }
    static class ConcreteDecoratorA extends Decorator{
        public ConcreteDecoratorA(Component component) {
            super(component);
        }
        private void  operationFirst(){
            System.out.println("ConcreteDecoratorA裝飾operationFirst");
        }
        private void  operationLast(){
            System.out.println("ConcreteDecoratorA裝飾operationLast");
        }
        public void operation(){
            operationFirst();
            super.operation();
            operationLast();
        }
    }
    static class ConcreteDecoratorB extends Decorator{
        public ConcreteDecoratorB(Component component) {
            super(component);
        }
        private void  operationFirst(){
            System.out.println("ConcreteDecoratorB裝飾operationFirst");
        }
        private void  operationLast(){
            System.out.println("ConcreteDecoratorB裝飾operationLast");
        }
        public void operation(){
            operationFirst();
            super.operation();
            operationLast();
        }
    }
}

示例：使用裝飾器模式解決煎餅加碼問題

下面用代碼來模擬給煎餅加碼的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，先來看不用裝飾器模式的情況。

首先創(chuàng)建一個(gè)煎餅Battercake類

public class Battercake {
    protected String getMsg(){
        return "煎餅";
    }
    public int getPrice(){
        return 5;
    }
}

然后創(chuàng)建一個(gè)加雞蛋的煎餅BattercakeWithEgg類

public class BattercakeWithEgg extends Battercake{
    protected String getMsg(){
        return super.getMsg() + "+ 1個(gè)雞蛋";
    }
    public int getPrice(){
        return super.getPrice() + 1;
    }
}

在創(chuàng)建一個(gè)既加雞蛋又加香腸的BattercakeWithEggAndSausage類

public class BattercakeWithEggAndSausage extends BattercakeWithEgg{
    protected String getMsg(){
        return super.getMsg() + "+ 1根香腸";
    }
    public int getPrice(){
        return super.getPrice() + 2;
    }
}

最后編寫客戶端測(cè)試代碼

public class ClientTest {
    public static void main(String[] args) {
        Battercake battercake = new Battercake();
        System.out.println(battercake.getMsg() + "，總價(jià)格" + battercake.getPrice());
        BattercakeWithEgg battercakeWithEgg = new BattercakeWithEgg();
        System.out.println(battercakeWithEgg.getMsg() + ",總價(jià)格" + battercakeWithEgg.getPrice());
        BattercakeWithEggAndSausage battercakeWithEggAndSausage = new BattercakeWithEggAndSausage();
        System.out.println(battercakeWithEggAndSausage.getMsg() + ",總價(jià)格" + battercakeWithEggAndSausage.getPrice());
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如下：

煎餅，總價(jià)格5
煎餅+ 1個(gè)雞蛋,總價(jià)格6
煎餅+ 1個(gè)雞蛋+ 1根香腸,總價(jià)格8

運(yùn)行結(jié)果沒有問題。

但是，如果用戶需要一個(gè)加2個(gè)雞蛋和1根香腸的煎餅，則用現(xiàn)在的類結(jié)構(gòu)是創(chuàng)建不出來的，也無法自動(dòng)計(jì)算出價(jià)格，除非再創(chuàng)建一個(gè)類做定制。

如果需求在變，那么一直加定制顯然是不科學(xué)的

下面用裝飾器模式來解決上面的問題。首先創(chuàng)建一個(gè)煎餅的抽象Battercake類。

public abstract class Battercake {
    protected abstract String getMsg();
    protected abstract int getPrice();
}

創(chuàng)建一個(gè)基本的煎餅（或者叫基礎(chǔ)套餐）BaseBattercake.

public class BaseBattercake extends Battercake{
    @Override
    protected String getMsg() {
        return "煎餅";
    }
    @Override
    protected int getPrice() {
        return 5;
    }
}

然后創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)張?zhí)撞偷某橄笱b飾器BattercakeDecotator類

public abstract class BattercakeDecotator extends Battercake{
    private Battercake battercake;
    public BattercakeDecotator(Battercake battercake){
        this.battercake = battercake;
    }
    protected abstract void doSomething();
    protected String getMsg(){
        return this.battercake.getMsg();
    }
    protected int getPrice(){
        return this.battercake.getPrice();
    }
}

接著創(chuàng)建雞蛋裝飾器EggDecorator

public class EggDecorator extends BattercakeDecotator{
    public EggDecorator(Battercake battercake) {
        super(battercake);
    }
    @Override
    protected void doSomething() {
    }
    protected String getMsg(){
        return super.getMsg() + "+1個(gè)雞蛋";
    }
    protected int getPrice(){
        return super.getPrice() + 1;
    }
}

創(chuàng)建香腸裝飾器SausageDecorator類

public class SausageDecorator extends BattercakeDecotator{
    public SausageDecorator(Battercake battercake) {
        super(battercake);
    }
    @Override
    protected void doSomething() {
    }
    protected String getMsg(){
        return super.getMsg() + "+1根香腸";
    }
    protected int getPrice(){
        return super.getPrice() + 2;
    }
}

在編寫客戶端測(cè)試代碼

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        //買一個(gè)煎餅
        Battercake battercake;
        battercake = new BaseBattercake();
        //煎餅有點(diǎn)小，想再加1個(gè)雞蛋
        battercake = new EggDecorator(battercake);
        battercake = new EggDecorator(battercake);
        battercake = new SausageDecorator(battercake);
        System.out.println(battercake.getMsg() + ",總價(jià): " + battercake.getPrice());
    }
}

運(yùn)行結(jié)果如下圖所示：