（ 十二 ） 设计模式 之装饰器模式（Decorator）

（ 十二 ） 设计模式 之装饰器模式（Decorator）

 

 

1、简介

      装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。在面向对象的设计中，有一条基本的规则就是“尽量使用对象组合，而不是对象继承”来扩展和复用功能。

装饰模式的思考起点就是这个规则。就增加功能来说，装饰模式比通过继承生成子类更为灵活。

组合的优点： 

1. 首先可以有选择地复用功能，不是所有被继承的功能都会被复用。
2. 其次在转调前后，可以实现一些功能处理，而且对于原对象是透明的，也就是原对象并不知道在A方法处理的时候被追加了功能。
3. 还有一个额外的好处，就是可以组合拥有多个对象的功能，而对于继承，Java只支持单继承，而且改变了原有类的继承结构。

 

2、装饰器模式的结构与实现

通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰器模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

在装饰模式的实现中，为了能够实现和原来使用被装饰对象的代码无缝结合，是通过定义一个抽象类，让这个类实现与被装饰对象相同的接口，然后在具体实现类中，转调被装饰的对象，在转调的前后添加新的功能，这就实现了给被装饰对象增加功能。在转调的时候，如果觉得被装饰对象的功能不再需要了，还可以直接替换掉，也就是不再转调，而是在装饰对象中完成全新的实现。

装饰器模式主要包含以下角色：

1. Component:  组件对象的抽象（接口或抽象类），可以给具体的对象动态地添加职责。
2. ConcreteComponent:  具体的组件对象，实现组件对象接口或者继承组件对象，通常就是被装饰器装饰的原始对象，也就是可以给这个对象添加职责。
3. Decorator:  所有装饰器的抽象父类，需要实现组件Component接口，并持有一个 Component对象，其实就是持有一个被装饰的对象。
4. ConcreteDecorator:  实际的装饰器对象，实现具体要向被装饰对象添加的功能。

装饰器模式的结构图如图 1 所示

2. 模式的实现

装饰器模式的实现代码如下：

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类。然后我们创建一个实现了 Shape 接口的抽象装饰类 ShapeDecorator，并把 Shape 对象作为它的实例变量。

// 创建一个接口：
public interface Shape {
   void draw();
}

// 创建实现接口的实体类
public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Rectangle");
   }
}


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

//  创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类。
public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
   protected Shape decoratedShape;
 
   public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
      this.decoratedShape = decoratedShape;
   }
 
   public void draw(){
      decoratedShape.draw();
   }  
}

// 创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类。
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
 
   public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
      super(decoratedShape);     
   }
 
   @Override
   public void draw() {
      decoratedShape.draw();         
      setRedBorder(decoratedShape);
   }
 
   private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
      System.out.println("Border Color: Red");
   }
}

使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。

public static void main(String[] args) {
      ShapeDecorator redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
      ShapeDecorator redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      redCircle.draw();
      redRectangle.draw();
   }

 

3、装饰器模式的优缺点

优点
比继承更灵活：  从为对象添加功能的角度来看，装饰模式比继承更灵活。继承是静态的，而目一旦继承所有子类都有一样的功能。而装饰模式采用把功能分离到每个装饰器当中，
然后通过对象组合的方式，在运行时动态地组合功能，每个被装饰的对象最终有哪些功能，是由运行期动态组合的功能来决定的。
灵活性和可扩展性：装饰器模式可以灵活地组合和扩展类的功能，可以根据需要添加或删除装饰器，从而改变对象的行为。
缺点
实现复杂度较高： 装饰器模式需要在原有的类上添加一个接口，并在接口中定义了和原有类相同的方法，同时还需要实现一个装饰器类来扩展原有类的功能，这使得代码实现起来较为复杂。