設(shè)計模式解密（9）- 裝飾者模式
1、簡介
定義：裝飾模式是在不必改變原類文件和使用繼承的情況下，動態(tài)的擴(kuò)展一個對象的功能。它是通過創(chuàng)建一個包裝對象，也就是裝飾來包裹真實的對象。
拆分定義，總結(jié)特點：
1、不改變原類文件。
2、不使用繼承。
3、動態(tài)擴(kuò)展。
主要解決：一般的，我們?yōu)榱藬U(kuò)展一個類經(jīng)常使用繼承方式實現(xiàn)，由于繼承為類引入靜態(tài)特征，并且隨著擴(kuò)展功能的增多，子類會很膨脹。
何時使用：在不想增加很多子類的情況下擴(kuò)展類。
如何解決：將具體功能職責(zé)劃分，同時繼承裝飾者模式。
英文：Decrator
類型：結(jié)構(gòu)型模式
2、類圖及組成
（引）類圖：
角色：
●抽象構(gòu)件(Component)角色：給出一個抽象接口，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加責(zé)任的對象。
●具體構(gòu)件(ConcreteComponent)角色：定義一個將要接收附加責(zé)任的類。
●裝飾(Decorator)角色：持有一個構(gòu)件(Component)對象的實例，并定義一個與抽象構(gòu)件接口一致的接口。
●具體裝飾(ConcreteDecorator)角色：負(fù)責(zé)給構(gòu)件對象“貼上”附加的責(zé)任。
代碼結(jié)構(gòu)：
抽象構(gòu)件角色public interface Component { public void sampleOperation();
}
具體構(gòu)件角色public class ConcreteComponent implements Component {
@Override public void sampleOperation() { // 寫相關(guān)的業(yè)務(wù)代碼 }
}
裝飾角色public class Decorator implements Component{ private Component component; public Decorator(Component component){ this.component = component;
}
@Override public void sampleOperation() { // 委派給構(gòu)件 component.sampleOperation();
}
}
具體裝飾角色public class ConcreteDecoratorA extends Decorator { public ConcreteDecoratorA(Component component) { super(component);
}
@Override public void sampleOperation() {
super.sampleOperation(); // 寫相關(guān)的業(yè)務(wù)代碼 }
}
具體裝飾角色public class ConcreteDecoratorB extends Decorator { public ConcreteDecoratorB(Component component) { super(component);
}
@Override public void sampleOperation() {
super.sampleOperation(); // 寫相關(guān)的業(yè)務(wù)代碼 }
}
3、實例引入
本例中 抽象構(gòu)建角色由Coder程序員接口扮演
具體構(gòu)件角色由類SpecificCoder扮演
裝飾構(gòu)件由類Derector扮演，它必須也實現(xiàn)抽象構(gòu)件接口
具體裝飾構(gòu)件角色由類JavaCoder(程序員)和類 JavaArchitect(架構(gòu)師)扮演
具體程序員xxx有編程能力,通過學(xué)習(xí)和實踐,他漸漸的獲得很多種能力，每多一種能力，都通過裝飾類實現(xiàn)的
package com.designpattern.Decorator;/**
* 抽象構(gòu)建角色
* 程序員接口
* @author Json*/public interface Coder { /**
* 寫代碼 */
public void writeCode();
}
具體構(gòu)建角色：
package com.designpattern.Decorator;/**
* 具體構(gòu)建角色
* 一個具體的程序員
* @author Json*/public class SpecificCoder implements Coder {
@Override public void writeCode() {
System.out.println("我是一個程序員,我能寫代碼...");
}
}
一個具體的裝飾角色：
package com.designpattern.Decorator;/**
* 一個具體的裝飾角色
* java普通程序員
* @author Json*/public class JavaCoder extends Decorator {
public JavaCoder(Coder coder) { super(coder);
}
@Override public void writeCode(){ super.writeCode(); //可以追加功能
System.out.println("我是Java程序員...");
}
}
一個具體的裝飾角色：
package com.designpattern.Decorator;/**
* 一個具體的裝飾角色
* java架構(gòu)師
* @author Json*/public class JavaArchitect extends Decorator {
public JavaArchitect(Coder coder) { super(coder);
}
@Override public void writeCode(){ super.writeCode(); //可以追加功能
System.out.println("我是Java架構(gòu)師...");
}
}
測試：
package com.designpattern.Decorator;/**
* 測試
* @author Json*/public class Test { public static void main(String[] args) {
Coder coder = new SpecificCoder();
System.out.println("第一次裝飾 ↓↓↓");
Decorator javacoder = new JavaCoder(coder);
javacoder.writeCode();
System.out.println("第二次裝飾 ↓↓↓");
Decorator javaarchitect = new JavaArchitect(javacoder);
javaarchitect.writeCode();
System.out.println("------------------------------------");
System.out.println("一步裝飾多次 ↓↓↓"); //一步裝飾多次
Decorator javaarchitect_1 = new JavaArchitect(new JavaCoder(new SpecificCoder()));
javaarchitect_1.writeCode();
}
}
結(jié)果：
第一次裝飾 ↓↓↓ 我是一個程序員,我能寫代碼... 我是Java程序員... 第二次裝飾 ↓↓↓ 我是一個程序員,我能寫代碼... 我是Java程序員... 我是Java架構(gòu)師... ------------------------------------ 一步裝飾多次 ↓↓↓ 我是一個程序員,我能寫代碼... 我是Java程序員... 我是Java架構(gòu)師...
4、優(yōu)缺點
優(yōu)點：
1、 對于擴(kuò)展一個對象的功能，裝飾模式比繼承更加靈活性，不會導(dǎo)致類的個數(shù)急劇增加。
2、 可以通過一種動態(tài)的方式來擴(kuò)展一個對象的功能，通過配置文件可以在運行時選擇不同的具體裝飾類，從而實現(xiàn)不同的行為。
3、 可以對一個對象進(jìn)行多次裝飾，通過使用不同的具體裝飾類以及這些裝飾類的排列組合，可以創(chuàng)造出很多不同行為的組合，得到功能更為強(qiáng)大的對象。
4、 具體構(gòu)件類與具體裝飾類可以獨立變化，用戶可以根據(jù)需要增加新的具體構(gòu)件類和具體裝飾類，原有類庫代碼無須改變，符合“開閉原則”。
缺點：
1、 使用裝飾模式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計時將產(chǎn)生很多小對象，這些對象的區(qū)別在于它們之間相互連接的方式有所不同，而不是它們的類或者屬性值有所不同，大量小對象的產(chǎn)生勢必會占用更多的系統(tǒng)資源，在一定程序上影響程序的性能。
2、 裝飾模式提供了一種比繼承更加靈活機(jī)動的解決方案，但同時也意味著比繼承更加易于出錯，排錯也很困難，對于多次裝飾的對象，調(diào)試時尋找錯誤可能需要逐級排查，較為繁瑣。
5、應(yīng)用場景
1、 在不影響其他對象的情況下，以動態(tài)、透明的方式給單個對象添加職責(zé)。
2、 當(dāng)不能采用繼承的方式對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展或者采用繼承不利于系統(tǒng)擴(kuò)展和維護(hù)時可以使用裝飾模式。不能采用繼承的情況主要有兩類：第一類是系統(tǒng)中存在大量獨立的 擴(kuò)展，為支持每一種擴(kuò)展或者擴(kuò)展之間的組合將產(chǎn)生大量的子類，使得子類數(shù)目呈爆炸性增長；第二類是因為類已定義為不能被繼承（如 Java 語言中的 final 類）。
6、裝飾者模式與繼承
1、裝飾模式是一種動態(tài)行為，對已經(jīng)存在類進(jìn)行隨意組合，而類的繼承是一種靜態(tài)的行為，一個類定義成什么樣的，該類的對象便具有什么樣的功能，無法動態(tài)的改變。
2、裝飾模式擴(kuò)展的是對象的功能，不需要增加類的數(shù)量，而類繼承擴(kuò)展是類的功能，在繼承的關(guān)系中，如果我們想增加一個對象的功能，我們只能通過繼承關(guān)系，在子類中增加方法。
3、裝飾模式是在不改變原類文件和使用繼承的情況下，動態(tài)的擴(kuò)展一個對象的功能，它是通過創(chuàng)建一個包裝對象，也就是裝飾來包裹真是的對象。
PS：一定情況下，可代替繼承。
7、與其他模式對比
裝飾者模式是在穩(wěn)定接口上擴(kuò)展：
原有的不能滿足現(xiàn)有的需求，對原有的進(jìn)行增強(qiáng)。
不會改變接口，而是將一個一個的接口進(jìn)行裝飾，也就是添加新的功能。
裝飾器模式特點在于增強(qiáng)，他的特點是被裝飾類和所有的裝飾類必須實現(xiàn)同一個接口，而且必須持有被裝飾的對象，可以無限裝飾。
適配器模式是接口的轉(zhuǎn)換：
適配器的特點在于兼容，從代碼上的特點來說，適配類與原有的類具有相同的接口，并且持有新的目標(biāo)對象。
在使用適配器模式的時候，我們必須同時持有原對象，適配對象，目標(biāo)對象......
代理模式是封裝對象的訪問過程：
代理模式的特點在于隔離，隔離調(diào)用類和被調(diào)用類的關(guān)系，通過一個代理類去調(diào)用。
8、總結(jié)
裝飾模式降低了系統(tǒng)的耦合度，可以動態(tài)增加或刪除對象的職責(zé)，并使得需要裝飾的具體構(gòu)件類和具體裝飾類可以獨立變化，以便增加新的具體構(gòu)件類和具體 裝飾類。
在軟件開發(fā)中，裝飾模式應(yīng)用較為廣泛，例如：
裝飾者模式在JDK中的運用：
Java當(dāng)中的 IO中輸入流和輸出流 是運用了裝飾者模式的最典型的例子。
下面是一個簡單的例子，通過BufferedReader對象來裝飾InputStreamReader對象：
BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
//System.in is an InputStream object
其他場景：
Swing包中圖形界面構(gòu)件功能
Servlet API中提供了一個request對象的Decorator設(shè)計模式的默認(rèn)實現(xiàn)類HttpServletRequestWrapper,增強(qiáng)了request對象的功能。
Struts2中，request，response，session對象的處理。
PS：源碼地址 https://github.com/JsonShare/DesignPattern/tree/master
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