设计模式第7讲——装饰者模式（Decorator）

装饰者模式是一种结构型设计模式。一、什么是装饰者模式二、角色组成三、优缺点四、应用场景 4.1 应用实例 4.2 java实例五、代码实现5.0 UML类图5.1 Hero（英雄-抽象组件）5.2 BlindMonk（盲僧-具体构件）5.3 SkillDecorator(技能装饰-抽象装饰器）5.4 QDecorator(Q技能-具体装饰器）5.5 WDecorator(W技能-具体装饰器

weixin_45433817

5557人浏览 · 2023-06-06 20:18:47

weixin_45433817 · 2023-06-06 20:18:47 发布

一、什么是装饰者模式

装饰者模式是一种结构型设计模式，它允许你动态地向对象添加新的行为而不影响其原有的行为。它在运行时给对象动态地添加一些额外的职责，通常是在原有的行为基础上，通过装饰器进行一些修饰，实现了更加灵活的代码复用和扩充。

二、角色组成

抽象构件（Component）：要求装饰者对象都实现一个抽象接口或抽象类。（接口或抽象类）
具体构件（ConcreteComponent）：定义了一个具体的对象，也就是需要被装饰的对象。
抽象装饰器（Decorator）：持有一个真实的构建对象的引用，并且可以动态给该对象添加新的功能。（接口或抽象类）
具体装饰器（ConcreteDecorator）：实现具体的装饰器，向真实的构建对象添加新功能。

三、优缺点

优点：

非常灵活且可扩展，能动态地为对象添加新的职责和行为。
遵循开闭原则，能够实现代码的可维护性和可扩展性。
通过使用装饰器对象，可以避免不必要的继承以及子类的数量爆炸性增长问题。

缺点：

会导致系统变得复杂，增加了许多类和对象的相互关系，需要开发人员具备更高的抽象能力和设计能力。
增加了代码复杂度，使得项目开发和维护更加困难。

四、应用场景

4.1 生活场景

穿衣服：我们每天都要穿衣服，根据不同的场合和气温选择不同的服装，比如外套、围巾、帽子等，这些都是具体装饰器（Concrete Decorator），而我们就是被装饰的抽象组件（Component）。
手机配件：如手机壳、钢化膜等。都可以看作是装饰者模式的应用，手机就是抽象组件（Component），手机壳、钢化膜等都是具体装饰器（Concrete Decorator）。
电影特效：如烟雾、爆炸、光影等，影片为抽象组件（Component），各种特效就是具体装饰器（Concrete Decorator）。

4.2 java场景

IO流的处理：这是一个典型的装饰者模式的应用。InputSteam和OutputStream是最基本的抽象组件（Component），而各种FilterInputSteam和FilterOutputStream就是具体的装饰器，它们可以实现各种不同的IO流处理功能，如缓冲、压缩、加密等等。
数据库连接池：连接池为抽象组件(Component)，各种不同的连接池实现(如C3P0、DBCP等)则是具体的装饰器(Concrete Decorator)，它们可以实现不同的连接池缓存策略、连接池大小、超时时间等属性。
Spring的AOP：在AOP中，切面就是具体的装饰器(Concrete Decorator)，而业务逻辑则是抽象组件(Component)，通过动态代理技术，将具体的业务逻辑和切面对象组合起来，我们就可以实现在不修改源码的情况下，动态地为业务逻辑添加新的功能。

五、代码实现

下面以英雄联盟中李青（盲僧）学技能为例。其中Hero代表英雄（抽象构件）、BlindMonk（盲僧-具体构件）、SkillDecorator（技能-抽象装饰器）、QWERDecorator为英雄的四个技能（具体装饰器）

5.0 UML类图

5.1 Hero（英雄-抽象组件）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * 英雄
 */
public interface Hero {

    /**
     * 学技能
     */
    void learnSkill();
}

5.2 BlindMonk（盲僧-具体构件）

import lombok.Data;
/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * 盲僧
 */
@Data
public class BlindMonk implements Hero{

    private String name;

    public BlindMonk(String name){
        this.name=name;
    }

    @Override
    public void learnSkill() {
        System.out.println(getName());
    }
}

5.3 SkillDecorator(技能装饰-抽象装饰器）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * 学技能（装饰hero）
 */
public interface SkillDecorator extends Hero{

    void learnSkill();
}

5.4 QDecorator(Q技能-具体装饰器）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * Q技能
 */
public class QDecorator implements SkillDecorator{
    private Hero hero;

    private String name;
    public QDecorator(Hero hero,String name){
        this.name=name;
        this.hero=hero;
    }

    private void learnQ(){
        System.out.println("习得技能"+name);
    }

    @Override
    public void learnSkill() {
        hero.learnSkill();
        learnQ();
    }
}

5.5 WDecorator(W技能-具体装饰器）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * W技能
 */
public class WDecorator implements SkillDecorator{
    private Hero hero;

    private String name;
    public WDecorator(Hero hero,String name){
        this.name=name;
        this.hero=hero;
    }

    private void learnW(){
        System.out.println("习得技能"+name);
    }

    @Override
    public void learnSkill() {
        hero.learnSkill();
        learnW();
    }
}

5.6 EDecorator(E技能-具体装饰器）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * E技能
 */
public class EDecorator implements SkillDecorator{
    private Hero hero;

    private String name;
    public EDecorator(Hero hero,String name){
        this.name=name;
        this.hero=hero;
    }

    private void learnE(){
        System.out.println("习得技能"+name);
    }

    @Override
    public void learnSkill() {
        hero.learnSkill();
        learnE();
    }
}

5.7 RDecorator(R技能-具体装饰器）

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/6
 * R技能
 */
public class RDecorator implements SkillDecorator{

    private Hero hero;

    private String name;
    public RDecorator(Hero hero,String name){
        this.name=name;
        this.hero=hero;
    }

    private void learnR(){
        System.out.println("习得技能"+name);
    }

    @Override
    public void learnSkill() {
        hero.learnSkill();
        learnR();
    }
}

5.8 TestDecorator

/**
 * @author Created by njy on 2023/6/5
 */
@SpringBootTest
public class TestDecoration {

    @Test
    void testDecoration(){
        QDecorator q=new QDecorator(new BlindMonk("李青"),"Q：天音波/回音击");
        WDecorator w=new WDecorator(q,"W：金钟罩/铁布衫");
        EDecorator e=new EDecorator(w,"E：天雷破/摧筋断骨");
        RDecorator r=new RDecorator(e,"R：猛龙摆尾");
        r.learnSkill();
    }
}

六、总结

给对象添加一些职责，但是又不想改变其原有的接口和实现。
需要对不同组合的对象进行扩展，从而避免出现由于继承关系带来的类很多问题。
在不使用继承的情况下动态地为一个对象添加一些额外的功能。
需要在程序运行时动态地为对象添加不同的功能，或者为对象添加同时使用多个的功能。

一句话，当遇到需要给某个类添加新功能，但又不能改源代码或不希望影响其他对象的情况下，可以考虑装饰者模式。

END：更多设计模式的介绍，推荐移步至👉 23种设计模式学习导航（Java完整版）👈