深入浅出设计模式 - 装饰者模式-Toy模板网

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深入浅出设计模式 - 装饰者模式

1、什么是装饰者模式

装饰者模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。装饰者模式基于组合而非继承的原则，它动态地将责任附加到对象上。

装饰者模式涉及到四个角色：抽象组件、具体组件、抽象装饰者和具体装饰者。其中，抽象组件定义了组件的基本功能，具体组件实现了组件的基本功能，抽象装饰者定义了装饰者的基本功能，具体装饰者实现了装饰者的基本功能，并且可以添加额外的功能。

装饰者模式的优点是可以动态地添加或删除对象的功能，而不需要修改现有的代码。它还可以避免使用子类来扩展对象的功能，从而减少类的数量。缺点是装饰者模式会增加许多小对象，从而增加系统的复杂性。

2、装饰者模式的优缺点

装饰者模式的优点包括：

可以动态地添加或删除对象的功能，而不需要修改现有的代码。
可以避免使用子类来扩展对象的功能，从而减少类的数量。
可以将多个装饰者组合起来，实现更复杂的功能。

装饰者模式的缺点包括：

装饰者模式会增加许多小对象，从而增加系统的复杂性。
装饰者模式可能会导致设计变得过于抽象，从而难以理解和维护。
装饰者模式可能会影响程序的性能，因为每个装饰者都会增加额外的处理时间。

3、装饰者模式的应用场景

装饰者模式通常适用于以下场景：

在不影响现有对象结构的情况下，动态地添加额外的功能或行为。
需要扩展一个类的功能，但是使用继承会导致类的数量增加，且不利于维护。
需要在不修改代码的情况下，对对象的某些功能进行组合或移除。
需要对一个对象的功能进行多次扩展或组合，而不是一次性地进行全部扩展或组合。
需要在运行时动态地添加或删除对象的功能。
需要在不破坏封装性的前提下，对对象的功能进行扩展或修改。
需要对对象的功能进行动态排序或过滤。
需要对对象的功能进行动态配置或组合。

总之，装饰者模式适用于需要动态地添加或删除对象的功能，同时又不希望对现有对象结构进行修改的场景。

4、装饰者模式的结构

装饰者模式的结构包括以下组件：

抽象组件（Component）：定义了组件的接口，可以是抽象类或接口。
具体组件（Concrete Component）：实现了抽象组件的接口，提供了基本的功能。
抽象装饰者（Decorator）：定义了装饰者的接口，包含一个指向抽象组件的引用。
具体装饰者（Concrete Decorator）：实现了抽象装饰者的接口，对抽象组件添加了新的功能。

装饰者模式使用组合而非继承的方式，动态地将责任附加到对象上，从而实现了动态地扩展对象的功能。它可以在不修改现有代码的情况下，动态地添加或删除对象的功能，同时避免了使用子类来扩展对象的功能，从而减少了类的数量。

5、装饰者模式的代码案例

假设有一个饮料类（Beverage），它有一个描述（description）和一个计算价格（cost）的方法。现在需要给这个饮料类添加一些调料（Condiment），比如牛奶、摩卡等，这些调料也有自己的描述和价格。使用装饰者模式，可以动态地添加或删除调料，而不需要修改饮料类的代码。

首先，我们定义一个饮料类Beverage，它是一个抽象类，包含描述和计算价格两个方法：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description: 抽象类
 * @copyright: @Copyright (c) 2022
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0
 * @createTime: 2023-06-27 20:37
 */
public abstract class Beverage {
    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

然后，我们定义一个具体的饮料类Espresso，它继承自Beverage类，实现了cost方法和description属性：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  抽象实现
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:38
 */
public class Espresso extends Beverage {
    public Espresso() {
        description = "Espresso";
    }
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}

接下来，我们定义一个抽象的调料类CondimentDecorator，它也是一个抽象类，继承自Beverage类，包含一个抽象的getDescription方法：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  抽象的调料类
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:38
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
    public abstract String getDescription();
}

然后，我们定义一个具体的调料类Milk，它继承自CondimentDecorator类，包含一个Beverage类型的成员变量和一个构造方法，用于接收一个饮料对象，然后将其保存到成员变量中。getDescription方法会调用Beverage对象的getDescription方法，并在其后面添加", Milk"。cost方法会调用Beverage对象的cost方法，并加上0.10的价格：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  具体的调料类Milk
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:39
 */
public class Milk extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Milk(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Milk";
    }

    public double cost() {
        return beverage.cost() + 0.10;
    }
}

类似地，我们定义另一个具体的调料类Mocha，它也继承自CondimentDecorator类，包含一个Beverage类型的成员变量和一个构造方法，用于接收一个饮料对象，然后将其保存到成员变量中。getDescription方法会调用Beverage对象的getDescription方法，并在其后面添加", Mocha"。cost方法会调用Beverage对象的cost方法，并加上0.20的价格：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 *
 * @description:  具体的调料类Mocha
 * @copyright: @Copyright (c) 2022 
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0 
 * @createTime: 2023-06-27 20:40 
 */
public class Mocha extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }

    public double cost() {
        return beverage.cost() + 0.20;
    }
}

最后，我们可以使用如下的测试代码来测试我们的装饰者模式：

package com.pany.camp.design.principle.decorators;

/**
 * @description: 客户端
 * @copyright: @Copyright (c) 2022
 * @company: Aiocloud
 * @author: pany
 * @version: 1.0.0
 * @createTime: 2023-06-27 20:40
 */
public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new Espresso();
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
        beverage = new Milk(beverage);
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
        beverage = new Mocha(beverage);
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
    }
}

输出结果为：

Espresso $1.99
Espresso, Milk $2.09
Espresso, Milk, Mocha $2.29

Process finished with exit code 0

可以看到，通过装饰者模式，我们动态地给饮料类添加了调料，而不需要修改饮料类的代码。
深入浅出设计模式 - 装饰者模式

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