装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。
在装饰模式中的各个角色有:
- 抽象构件(Component)角色:给出一个抽象接口,以规范准备接收附加责任的对象。
- 具体构件(Concrete Component)角色:定义一个将要接收附加责任的类。
- 装饰(Decorator)角色:持有一个构件(Component)对象的实例,并实现一个与抽象构件接口一致的接口。
- 具体装饰(Concrete Decorator)角色:负责给构件对象添加上附加的责任。
模式简化
- 如果只有一个Concrete Component类而没有抽象的Component接口时,可以让Decorator继承Concrete Component。
- 如果只有一个Concrete Decorator类时,可以将Decorator和Concrete Decorator合并。
角色关系UML如下:
若没有抽象构件的存在,uml图如下:
若具体装饰只有一个.uml图如下:
装饰模式的特点
(1) 装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就能以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。
(2) 装饰对象包含一个真实对象的引用(reference)
(3) 装饰对象接受所有来自客户端的请求。它把这些请求转发给真实的对象。
(4) 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时,不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中,通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。
适用性
以下情况使用Decorator模式
1. 需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
2. 需要动态的给一个对象添加功能,这些功能可以再动态的撤销。
3. 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变的不现实。
4. 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏,或类定义不能用于生成子类。
优点
- Decorator模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是Decorator可以提供比继承更多的灵活性。
- 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合,设计师可以创造出很多不同行为的组合。
缺点
- 这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着更加多的复杂性。
- 装饰模式会导致设计中出现许多小类,如果过度使用,会使程序变得很复杂。
- 装饰模式是针对抽象组件(Component)类型编程。但是,如果你要针对具体组件编程时,就应该重新思考你的应用架构,以及装饰者是否合适。当然也可以改变Component接口,增加新的公开的行为,实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。
设计原则
- 多用组合,少用继承。
利用继承设计子类的行为,是在编译时静态决定的,而且所有的子类都会继承到相同的行为。然而,如果能够利用组合的做法扩展对象的行为,就可以在运行时动态地进行扩展。
- 类应设计的对扩展开放,对修改关闭。
装饰者与适配者模式的区别
1.关于新职责:适配器也可以在转换时增加新的职责,但主要目的不在此。装饰者模式主要是给被装饰者增加新职责的。
2.关于原接口:适配器模式是用新接口来调用原接口,原接口对新系统是不可见或者说不可用的。装饰者模式原封不动的使用原接口,系统对装饰的对象也通过原接口来完成使用。(增加新接口的装饰者模式可以认为是其变种–“半透明”装饰者)
3.关于其包裹的对象:适配器是知道被适配者的详细情况的(就是那个类或那个接口)。装饰者只知道其接口是什么,至于其具体类型(是基类还是其他派生类)只有在运行期间才知道。[1]
实际使用
java IO 流是典型的装饰模式。
生日礼物的装饰
UML图如下:
java代码:
抽象构件:
package demo3;
/**
*
* @ClassName: Gift
* @Description: 抽象礼物
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午07:45:45
*/
public abstract class Gift {
/**
*
* @Title: packaging
* @Description:礼物包装
*/
public abstract void packaging();
}
具体构件:
package demo3;
/**
*
* @ClassName: BirthdayGift
* @Description: 生日礼物
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午07:47:40
*/
public class BirthdayGift extends Gift {
/**
* 重写
*/
@Override
public void packaging() {
System.out.println("包装盒");
}
}
装饰:
package demo3;
/**
*
* @ClassName: GiftPackaging
* @Description: 抽象装饰
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午07:54:02
*/
public class GiftPackaging extends Gift {
// 持有抽象礼物引用
private Gift gift;
/**
* 构造函数
*
* @param gift
*/
public GiftPackaging(Gift gift) {
this.gift = gift;
}
/**
* 重写
*/
@Override
public void packaging() {
gift.packaging();
}
}
具体装饰:
package demo3;
/**
*
* @ClassName: SimplePackaging
* @Description: 简单包装
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午08:03:07
*/
public class SimplePackaging extends GiftPackaging {
/**
* 构造函数
* @param gift
*/
public SimplePackaging(Gift gift) {
super(gift);
}
/**
* 重写
*/
@Override
public void packaging() {
System.out.println("===============简单包装===============");
super.packaging();
addColorSheet();
}
/**
*
* @Title: addColorSheet
* @Description:私有方法
*/
private void addColorSheet() {
System.out.println("包彩纸");
}
}
package demo3;
/**
*
* @ClassName: LuxuryPackaging
* @Description: 奢华包装
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午08:04:07
*/
public class LuxuryPackaging extends GiftPackaging {
/**
* 构造函数
*
* @param gift
*/
public LuxuryPackaging(Gift gift) {
super(gift);
}
/**
* 重写
*/
@Override
public void packaging() {
System.out.println("===============奢华包装===============");
super.packaging();
addColorSheet();
addCard();
addGiftBox();
}
/**
*
* @Title: addColorSheet
* @Description:私有方法
*/
private void addColorSheet() {
System.out.println("包彩纸");
}
/**
*
* @Title: addCard
* @Description:私有方法
*/
private void addCard() {
System.out.println("加贺卡");
}
/**
*
* @Title: addGiftBox
* @Description:私有方法
*/
private void addGiftBox() {
System.out.println("加礼盒");
}
}
测试:
package demo3;
/**
*
* @ClassName: ClientTest
* @Description:测试
* @author cheng
* @date 2017-8-10 下午08:05:42
*/
public class ClientTest {
public static void main(String[] args){
Gift gift1 = new BirthdayGift();
GiftPackaging giftPackaging1 = new SimplePackaging(gift1);
giftPackaging1.packaging();
Gift gift2 = new BirthdayGift();
GiftPackaging giftPackaging2 = new LuxuryPackaging(gift2);
giftPackaging2.packaging();
}
}
运行结果: