装饰模式 | CoderMeng

概念

动态地给对象添加一些额外的职责。就功能来说装饰模式比生成子类更为灵活。

在许多设计中，可能需要改进类的某个对象的功能，而不是该类创建的全部对象。例如，麻雀类的实例能连续飞行100米，如果用麻雀类创建5只麻雀，那么这5只麻雀都能连续飞行100米。假如想让其中一只麻雀能连续飞行150米，那我们应当怎么做呢？我们不想通过修改麻雀类的代码（也可能根本不允许修改）使得麻雀类创建的麻雀能够连续飞行150米。一种比较好的方法就是给麻雀装上智能电子翅膀。智能电子翅膀可以使得麻雀不使用自己的翅膀就能飞行50米。

装饰模式是动态地扩展一个对象的功能，而不需要改变原始类代码的一种成熟的设计模式。在装饰模式中，“具体组件”类和“具体装饰”类是该模式中最重要的两个角色。“具体组件”类的实例称作“被装饰者”，“具体装饰”类的实例称作“装饰者”。“具体装饰”类需要包含有“具体组件”类的一个实例的引用，以便装饰“被装饰者”。

例如，前面所述的麻雀类就是“具体组件”类，而一只麻雀就是“具体组件”类的一个实例，即是一个“被装饰者”，而安装了电子翅膀的麻雀就是“具体装饰”类的一个实例，即安装了电子翅膀的麻雀是麻雀的“装饰者”。

结构与使用

装饰模式的结构中包含四种角色。

抽象组件（Component）：抽象组件是一个抽象类。抽象组件定义了“被装饰者”需要进行“装饰”的方法。
具体组件（ConcreteCommponent）：具体组件是抽象组件的一个子类，具体组件的实例称作“被装饰者”。
装饰（Decorator）：装饰也是抽象组件的一个子类，但装饰还包括抽象组件申明的变量以保存“被装饰者”的引用。装饰可以使抽象类也可以是非抽象类，如果是非抽象类，它的实例称作“装饰者”。
具体装饰（ConcreteDecorator）：具体装饰是装饰的一个非抽象子类，具体装饰的实例称作“装饰者”。

UML类图

结构的描述

1.抽象组件

本问题中，抽象组件规定了具体组件需要实现的方法。

1
2
3

public abstract class Bird {
	public abstract int fly();
}

2.具体组件

具体组件是Sparrow类。

public class Sparrow extends Bird {
	public final int DISTANCE = 100; 
	@Override
	public int fly() {
		return DISTANCE;
	}
}

3.装饰

public abstract class Decorator extends Bird{
	protected Bird bird;
	public Decorator() {}
	public Decorator(Bird bird){
		this.bird = bird;
	}
}

4.具体装饰

public class SparrowDecorator extends Decorator {
	public final int DISTANCE = 50;
	public SparrowDecorator(Bird bird) {
		super(bird);
	}
	@Override
	public int fly() {
		//委托被装饰者调用fly方法
		return bird.fly() + eleFly();
	}
	//装饰者新添的方法
	private int eleFly() {
		return DISTANCE;
	}
}

5.测试程序

public class Application {
	public void printFly(Bird bird){
		System.out.println("这只鸟能飞行"+bird.fly()+"米。");
	}
	public static void main(String[] args) {
		Application client = new Application();
		//sparrow 只能飞行100米
		Bird sparrow = new Sparrow();
		//sparrowDecorator1 能飞150米
		Bird sparrowDecorator1 = new SparrowDecorator(sparrow);
		//sparrowDecorator2 能飞200米
		Bird sparrowDecorator2 = new SparrowDecorator(sparrowDecorator1);
		client.printFly(sparrowDecorator1);
		client.printFly(sparrowDecorator2);
	}
}

使用多个装饰者

由于装饰是抽象组件的一个子类，因此“装饰者”本身也可作为一个“被装饰者”，这意味着可以使用多个具体装饰类来装饰具体组件的实例。

比如，对于上面的小问题，假如我们不仅需要飞行150米、200米的鸟，而且需要飞行120米、170米、220米的鸟，这是我们只需再添加一个具体装饰即可。

public class SparrowDecoratorTwo extends Decorator{
	public final int DISTANCE = 20;
	public SparrowDecoratorTwo(Bird bird) {
		super(bird);
	}
	@Override
	public int fly() {
		return bird.fly()+eleFly();
	}
	private int eleFly() {
		return DISTANCE;
	}
}

优点

被装饰者和装饰者是松耦合关系，由于装饰（Decorator）仅仅依赖于抽象的组件（Component），因此具体装饰只知道他要装饰的对象是抽象组件某一个子类的实例，但不需要知道是哪一个具体子类。
装饰模式满足“开-闭原则”。不必修改具体组件，就可以增加新的针对该具体组件的装饰。
可以使用多个具体装饰来装饰具体组件的实例。