Java进阶篇设计模式之五 - 外观模式和装饰器模式

前言

在上一篇中我们学习了结构型模式的适配器模式和桥接模式。本篇则来学习下结构型模式的外观模式和装饰器模式。

外观模式

简介

外观模式隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。

简单的来说就是对外提供一个简单接口，隐藏实现的逻辑。比如常用电脑的电源键，我们只需按电源键，就可以让它启动或者关闭，无需知道它是怎么启动的(启动CPU、启动内存、启动硬盘)，怎么关闭的(关闭硬盘、关闭内存、关闭CPU)；

这里我们还是可以用电脑玩游戏的例子来外观模式进行简单的讲解。
电脑上有一些网络游戏，分别是DNF、LOL和WOW，我们只需双击电脑上的图标就可以启动并玩游戏了，无需关心游戏是怎么启动和运行的了。

需要实现的步骤如下:

1. 建立游戏的接口；
2. 建立LOL、DNF和WOW的类并实现游戏的接口；
3. 定义一个外观类，提供给客户端调用。
4. 调用外观类。

代码示例:

interface Game{
    void play();
}

class DNF implements Game{

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }
}

class LOL implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }
}

class WOW implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }
}

class Computer{
    
    private Game dnf;
    private Game lol;
    private Game wow;
    
    public Computer() {
        dnf=new DNF();
        lol=new LOL();
        wow=new WOW();
    }
    
    public void playDNF(){
        dnf.play();
    }
    
    public void playLOL(){
        lol.play();
    }
    
    public void playWOW(){
        wow.play();
    }    
}

public static void main(String[] args) {
        Computer computer=new Computer();
        computer.playDNF();
        computer.playLOL();
        computer.playWOW();
    }

 

运行结果:

	正在玩DNF...
	正在玩LOL...
	正在玩WOW...

在上述代码示例中，我们在想玩游戏的时候，只用实例化外观类调用其中的游戏方法即可，无需关心游戏是怎么启动和运行的。而且每个游戏之间也相互独立，互不影响，不会因为某个游戏玩不了导致其它的游戏也无法运行。其实感觉外观模式和我们平时使用接口很相像，都是对外提供接口，并不需要关心是如何实现的。

外观模式的优点:

降低了耦合，从某种方面来说也提升了安全性。

外观模式的缺点:

不符合开闭原则，不易更改。

使用场景

系统中有多个复杂的模块或者子系统的时候。

装饰器模式

简介

装饰器模式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。

装饰器模式，顾名思义，也就是把某个东西进行装饰起来，让它可以提供一些额外的功能。比如对人进行装饰，做不同的事情的时候穿上不同的服装。比如穿上球衣是准备去打球，穿上泳衣是准备去游泳之类的。

装饰器模式可以动态地给一个对象添加一些额外的职责。

这里我们依旧用一个示例来进行说明。
在现在的玩具模型中，有两种模型很受欢迎，高达(GUNDAM)模型和扎古(MrGu)模型，在我们拼接模型的时候，一般都是先将模型拼接好，然后再来添加一些额外的配件，比如武器。在这里我们在拼接好高达(GUNDAM)模型和扎古(MrGu)模型之后，给它们装上各自的武器。

具体实现的步骤如下:

1. 创建一个抽象构件的模型接口，有组装这个方法；
2. 创建具体构件的类(GUNDAM类和MrGu类)，并实现上述的模型接口；
3. 定义一个装饰器，用于接受客户端的请求，并根据客户端的请求进行相应的调用；
4. 定义个具体实现装饰的类，用于给对象添加相应的功能。

代码示例:

interface Model{
    void  assemble();
}

class GUNDAM implements Model{
    @Override
    public void  assemble() {
        System.out.println("组装一个高达模型");
    }
}

class MrGu implements Model{
    @Override
    public void  assemble() {
        System.out.println("组装一个扎古模型");
    }
}

abstract class  AddExtra implements Model{
    protected  Model model;
    
    public AddExtra(Model model){
        this.model=model;
    }
    public  void assemble(){
        model.assemble();
    }
}

class LightSaber extends AddExtra{

    public LightSaber(Model model) {
        super(model);
    }
    
    public  void assemble(){
        model.assemble();
        addLightSaber();
    }
    public void addLightSaber(){
        System.out.println("添加光剑");
    }
}


class RocketLauncher extends AddExtra{

    public RocketLauncher(Model model) {
        super(model);
    }
    
    public  void assemble(){
        model.assemble();
        addRocketLauncher();
    }
    public void addRocketLauncher(){
        System.out.println("添加火箭筒");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    
        Model gundam=new GUNDAM();
        Model mrgu=new MrGu();
        gundam.assemble();
        mrgu.assemble();
            
        Model gModel=new LightSaber(new GUNDAM());
        gModel.assemble();
        Model mModel=new RocketLauncher(new MrGu());
        mModel.assemble();
}

 

运行结果:

组装一个高达模型
    组装一个扎古模型
    
    组装一个高达模型
    添加光剑
    组装一个扎古模型
    添加火箭筒

 

在上述的代码中，我们如果只想组装高达或这扎古的模型的话，可以直接实例化模型类，调用其中的方法即可。假若需要在组装模型的时候，添加一个武器，只需通过装饰器的类进行相应添加相应的功能即可。
通过这个示例，我们发现，在使用装饰器模式的试试，可以对一些类进行扩展，并且不影响之前的功能，提升了灵活度。

装饰器模式的优点:

装饰类和被装饰类可以独立发展，耦合度低，易于扩展，灵活方便。

装饰器模式的缺点:

过多的对某个类进行装饰，会增加复杂度。

使用场景
原型不变，动态增加一些功能的时候。