Java經(jīng)典設(shè)計模式之裝飾器模式解析

更新時間：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)有對象結(jié)構(gòu)的情況下，動態(tài)地給該對象增加一些職責(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)有對象結(jié)構(gòu)的情況下，動態(tài)地給該對象增加一些職責(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象上。

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

裝飾器模式還有一個特點，那就是可以對原始類嵌套使用多個裝飾器。

為了滿足這個應(yīng)用場景，在設(shè)計的時候，裝飾器類需要跟原始類繼承相同的抽象類或者接口。

應(yīng)用場景：

用于擴展一個類的功能，或者給一個類添加附加職責(zé)
動態(tài)的給一個對象添加功能，這些功能可以再動態(tài)的被撤銷
需要為一批平行的兄弟類進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個角色；

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

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

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)請求給組建對象，可以在轉(zhuǎn)發(fā)前后執(zhí)行一些附加動作
            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)場景，先來看不用裝飾器模式的情況。

首先創(chuàng)建一個煎餅Battercake類

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

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

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

在創(chuàng)建一個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;
    }
}

最后編寫客戶端測試代碼

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

運行結(jié)果如下：

煎餅，總價格5
煎餅+ 1個雞蛋,總價格6
煎餅+ 1個雞蛋+ 1根香腸,總價格8

運行結(jié)果沒有問題。

但是，如果用戶需要一個加2個雞蛋和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，也無法自動計算出價格，除非再創(chuàng)建一個類做定制。

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)建一個煎餅的抽象Battercake類。

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

創(chuàng)建一個基本的煎餅（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)建一個擴張?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;
    }
}

在編寫客戶端測試代碼

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

運行結(jié)果如下圖所示：