Java设计模式之五外观模式和装饰器模式

前言

在上一篇中我们学习了结构型模式的适配器模式和桥接模式。本篇则来学习下结构型模式的外观模式和装饰器模式。

外观模式

简介

外观模式隐藏系统的复杂性，并向客户端提供了一个客户端可以访问系统的接口。这种类型的设计模式属于结构型模式，它向现有的系统添加一个接口，来隐藏系统的复杂性。

简单的来说就是对外提供一个简单接口，隐藏实现的逻辑。比如常用电脑的电源键，我们只需按电源键，就可以让它启动或者关闭，无需知道它是怎么启动的(启动CPU、启动内存、启动硬盘)，怎么关闭的(关闭硬盘、关闭内存、关闭CPU)；

这里我们还是可以用电脑玩游戏的例子来对外观模式进行简单的讲解。
电脑上有一些网络游戏，分别是DNF、LOL和WOW，我们只需双击电脑上的图标就可以启动并玩游戏了，无需关心游戏是怎么启动和运行的了。

需要实现的步骤如下:

1. 建立游戏的接口；
2. 建立LOL、DNF和WOW的类并实现游戏的接口；
3. 定义一个外观类，提供给客户端调用。
4. 调用外观类。

代码示例:

interface Game{
    void play();
}

class DNF implements Game{

    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩DNF...");
    }
}

class LOL implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩LOL...");
    }
}

class WOW implements Game{
    @Override
    public void play() {
        System.out.println("正在玩WOW...");
    }
}

class Computer{
    
    private Game dnf;
    private Game lol;
    private Game wow;
    
    public Computer() {
        dnf=new DNF();
        lol=new LOL();
        wow=new WOW();
    }
    
    public void playDNF(){
        dnf.play();
    }
    
    public void playLOL(){
        lol.play();
    }
    
    public void playWOW(){
        wow.play();
    }   
}

public static void main(String[] args) {
        Computer computer=new Computer();
        computer.playDNF();
        computer.playLOL();
        computer.playWOW();
    }

运行结果:

    正在玩DNF...
    正在玩LOL...
    正在玩WOW...

在上述代码示例中，我们在想玩游戏的时候，只用实例化外观类调用其中的游戏方法即可，无需关心游戏是怎么启动和运行的。而且每个游戏之间也相互独立，互不影响，不会因为某个游戏玩不了导致其它的游戏也无法运行。其实感觉外观模式和我们平时使用接口很相像，都是对外提供接口，并不需要关心是如何实现的。

外观模式的优点:

降低了耦合，从某种方面来说也提升了安全性。

外观模式的缺点:

不符合开闭原则，不易更改。

使用场景

系统中有多个复杂的模块或者子系统的时候。

装饰器模式

简介

装饰器模式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。

装饰器模式，顾名思义，也就是把某个东西进行装饰起来，让它可以提供一些额外的功能。比如对人进行装饰，做不同的事情的时候穿上不同的服装。比如穿上球衣是准备去打球，穿上泳衣是准备去游泳之类的。

装饰器模式可以动态地给一个对象添加一些额外的职责。

这里我们依旧用一个示例来进行说明。
在现在的玩具模型中，有两种模型很受欢迎，高达(GUNDAM)模型和扎古(MrGu)模型，在我们拼接模型的时候，一般都是先将模型拼接好，然后再来添加一些额外的配件，比如武器。在这里我们在拼接好高达(GUNDAM)模型和扎古(MrGu)模型之后，给它们装上各自的武器。

具体实现的步骤如下:

1. 创建一个抽象构件的模型接口，有组装这个方法；
2. 创建具体构件的类(GUNDAM类和MrGu类)，并实现上述的模型接口；
3. 定义一个装饰器，用于接受客户端的请求，并根据客户端的请求进行相应的调用；
4. 定义个具体实现装饰的类，用于给对象添加相应的功能。

代码示例:

interface Model{
    void  assemble();
}

class GUNDAM implements Model{
    @Override
    public void  assemble() {
        System.out.println("组装一个高达模型");
    }
}

class MrGu implements Model{
    @Override
    public void  assemble() {
        System.out.println("组装一个扎古模型");
    }
}

abstract class  AddExtra implements Model{
    protected  Model model;
    
    public AddExtra(Model model){
        this.model=model;
    }
    public  void assemble(){
        model.assemble();
    }
}

class LightSaber extends AddExtra{

    public LightSaber(Model model) {
        super(model);
    }
    
    public  void assemble(){
        model.assemble();
        addLightSaber();
    }
    public void addLightSaber(){
        System.out.println("添加光剑");
    }
}


class RocketLauncher extends AddExtra{

    public RocketLauncher(Model model) {
        super(model);
    }
    
    public  void assemble(){
        model.assemble();
        addRocketLauncher();
    }
    public void addRocketLauncher(){
        System.out.println("添加火箭筒");
    }
}

public static void main(String[] args) {
    
        Model gundam=new GUNDAM();
        Model mrgu=new MrGu();
        gundam.assemble();
        mrgu.assemble();
            
        Model gModel=new LightSaber(new GUNDAM());
        gModel.assemble();
        Model mModel=new RocketLauncher(new MrGu());
        mModel.assemble();
}

运行结果:

    组装一个高达模型
    组装一个扎古模型
    
    组装一个高达模型
    添加光剑
    组装一个扎古模型
    添加火箭筒

在上述的代码中，我们如果只想组装高达或这扎古的模型的话，可以直接实例化模型类，调用其中的方法即可。假若需要在组装模型的时候，添加一个武器，只需通过装饰器的类进行相应添加相应的功能即可。
通过这个示例，我们发现，在使用装饰器模式的时候，可以对一些类进行扩展，并且不影响之前的功能，提升了灵活度。

装饰器模式的优点:

装饰类和被装饰类可以独立发展，耦合度低，易于扩展，灵活方便。

装饰器模式的缺点:

过多的对某个类进行装饰，会增加复杂度。

使用场景

原型不变，动态增加一些功能的时候。