• 结构型模式——装饰器模式



    装饰器模式(Decorator Pattern)允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式,它是作为现有的类的一个包装。

    这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。

    我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中,我们将把一个形状装饰上不同的颜色,同时又不改变形状类。

    一、介绍

    意图:动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,装饰器模式相比生成子类更为灵活。

    主要解决:一般的,我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现,由于继承为类引入静态特征,并且随着扩展功能的增多,子类会很膨胀。

    何时使用:在不想增加很多子类的情况下扩展类。

    如何解决:将具体功能职责划分,同时继承装饰者模式。

    关键代码: 1、Component 类充当抽象角色,不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类,具体扩展类重写父类方法。

    应用实例: 1、孙悟空有 72 变,当他变成"庙宇"后,他的根本还是一只猴子,但是他又有了庙宇的功能。 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上,但是通常都是有画框的,并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前,画可以被蒙上玻璃,装到框子里;这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

    优点:装饰类和被装饰类可以独立发展,不会相互耦合,装饰模式是继承的一个替代模式,装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

    缺点:多层装饰比较复杂。

    使用场景: 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能,动态撤销。

    注意事项:可代替继承。

    二、实现

    我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类。然后我们创建一个实现了 Shape 接口的抽象装饰类 ShapeDecorator,并把 Shape 对象作为它的实例变量。

    RedShapeDecorator 是实现了 ShapeDecorator 的实体类。

    DecoratorPatternDemo,我们的演示类使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。

    装饰器模式的 UML 图

    步骤 1

    创建一个接口:

    Shape.java

    public interface Shape {
       void draw();
    }

    步骤 2

    创建实现接口的实体类。

    Rectangle.java

    1 public class Rectangle implements Shape {
    2  
    3    @Override
    4    public void draw() {
    5       System.out.println("Shape: Rectangle");
    6    }
    7 }

    Circle.java

    1 public class Circle implements Shape {
    2  
    3    @Override
    4    public void draw() {
    5       System.out.println("Shape: Circle");
    6    }
    7 }

    步骤 3

    创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类。

    ShapeDecorator.java

    public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
       protected Shape decoratedShape;
     
       public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
          this.decoratedShape = decoratedShape;
       }
     
       public void draw(){
          decoratedShape.draw();
       }  
    }

    步骤 4

    创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类。

     1 public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
     2  
     3    public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
     4       super(decoratedShape);     
     5    }
     6  
     7    @Override
     8    public void draw() {
     9       decoratedShape.draw();         
    10       setRedBorder(decoratedShape);
    11    }
    12  
    13    private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
    14       System.out.println("Border Color: Red");
    15    }
    16 }

    步骤 5

    使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。

    DecoratorPatternDemo.java

     1 public class DecoratorPatternDemo {
     2    public static void main(String[] args) {
     3  
     4       Shape circle = new Circle();
     5       ShapeDecorator redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
     6       ShapeDecorator redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
     7       //Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
     8       //Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
     9       System.out.println("Circle with normal border");
    10       circle.draw();
    11  
    12       System.out.println("
    Circle of red border");
    13       redCircle.draw();
    14  
    15       System.out.println("
    Rectangle of red border");
    16       redRectangle.draw();
    17    }
    18 }

    步骤 6

    执行程序,输出结果:

     1 Circle with normal border
     2 Shape: Circle
     3 
     4 Circle of red border
     5 Shape: Circle
     6 Border Color: Red
     7 
     8 Rectangle of red border
     9 Shape: Rectangle
    10 Border Color: Red



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