首先,什么是装饰者模式呢???
装饰( Decorator )模式又叫做包装模式。通过一种对客户端透明的方式来扩展对象的功能,是继承关系的一个替换方案。他是23种设计模式之一,英文叫Decorator Pattern,又叫装饰者模式。装饰模式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。
为什么要使用装饰模式
- 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。
之前我们假如实现这样一个功能,建造出各种各样不同功能的车,咱们是这样实现的:
首先,新建一个Car接口,定义了所有车的基本功能,就是跑run(),和展示自己功能的方法show()
public interface Car {
public void show();
public void run();
}
然后,在创建各个具体的车实现Car接口
会跑的车
public class RunCar implements Car{
@Override
public void show() {
this.run();
}
@Override
public void run() {
System.out.println("可以跑");
}
}
会游泳的车
public class SwimCar implements Car {
@Override
public void show() {
this.run();
this.swim();
}
@Override
public void run() {
System.out.println("可以跑");
}
public void swim(){
System.out.println("可以游泳");
}
}
会飞的车
public class FlyCar implements Car {
@Override
public void show() {
this.run();
this.fly();
}
@Override
public void run() {
System.out.println("可以跑");
}
public void fly(){
System.out.println("可以飞");
}
}
这时,写一个客户端展示每个车的功能
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
// Car car = new RunCar();
// Car car = new FlyCar();
Car car = new SwimCar();
car.show();
}
}
这样,每新增一种车,就要新写一个子类实现或继承其他类或接口,就相当于,每新增一种功能,就要新建一辆车。
这时,我们还有一种替代方案,就是使用装饰模式
-
首先,新建一个Car接口,和一个基础的Car的实现类RunCar,因为只要是车一定有跑的功能,这两个和上面一样,不在重复写了。
-
然后在新建装饰类,不同的功能建不同的装饰类
1、新建一个装饰类父类,实现Car接口,提供一个有参的构造方法,共有的方法show(),私有的Car成员变量,并为之提供get(),set()方法。
一定要继承Car,因为装饰过后,还是一辆车
public abstract class CarDecorator implements Car{
private Car car;
public CarDecorator(Car car){
this.car = car;
}
public Car getCar() {
return car;
}
public void setCar(Car car) {
this.car = car;
}
public abstract void show();
}
2、为不同的装饰新建装饰类,并继承CarDecorator抽象类
(1)游泳装饰类,覆盖抽象方法,在新增特有的方法
public class SwimCarDecorator extends CarDecorator {
public SwimCarDecorator(Car car){
super(car);
}
@Override
public void show() {
this.getCar().show();
this.swim();
}
public void swim(){
System.out.println("可以游泳");
}
@Override
public void run() {
}
}
(2)飞行装饰类
public class FlyCarDecorator extends CarDecorator {
public FlyCarDecorator(Car car){
super(car);
}
@Override
public void show() {
this.getCar().show();
this.fly();
}
public void fly(){
System.out.println("可以飞");
}
@Override
public void run() {
}
}
添加客户端,执行
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
Car car = new RunCar();
Car swimCar = new SwimCarDecorator(car);
swimCar.show();
}
}
这样,就不等于是,每新增一个功能就新建一辆车了,而是基础有一个RunCar,这是最基本的车,装饰类就相当于在基本的车的基础上,添加功能,装饰这台最基本的车。
所以一定要继承Car,因为装饰过后,还是一辆车,我们可以直接Car swimCar = new SwimCarDecorator(car);用Car来创建变量。
同样,继承关系如果每一个功能都要添加一个新的子类,如果,一辆车已经拥有了游泳和飞行的功能,这时有新增同时拥有游泳和飞行的Car,继承关系就需要在新建一个子类同时拥有这两个功能,而装饰模式什么都不需要新增,对基础的RunCar修饰两遍即可。像这样:
public class MainClass {
public static void main(String[] args) {
Car car = new RunCar();
Car swimCar = new SwimCarDecorator(car);
Car flySwimCar = new FlyCarDecorator(swimCar);
flySwimCar.show();
}
}
这样子,最后的flySwimCar就同时拥有了飞行和游泳的功能,这也是装饰类继承Car的原因,这样子装饰类才能当做参数放进构造方法中。
装饰模式的结构图:
装饰模式的角色与职责:
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抽象组件角色(Component): 一个抽象接口,是被装饰类和装饰类的父接口。(Car)
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具体组件角色(ConcreteComponent):为抽象组件的实现类。(RunCar)
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抽象装饰角色(Decorator):包含一个组件的引用,并定义了与抽象组件一致的接口。(CarDecorator)
-
具体装饰角色(ConcreteDecorator):为抽象装饰角色的实现类。负责具体的装饰。(FlyCarDecorator、SwimCarDecorator)
使用范围
以下情况使用Decorator模式
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需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
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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。
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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。
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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。
装饰模式的优缺点
优点
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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