装饰器模式 Decorator

装饰器模式 Decorator

动机(Motivation)

• 在某些状况下，咱们可能会过分地使用继承来扩展对象的功能，因为继承为类型引入的静态特质，使得这种扩展方式缺少灵活性；而且随着子类的增多（扩展功能的增多），各类子类的组合（扩展功能的组合）会致使更多子类的膨胀。
• 如何使“对象功能的扩展”可以根据须要来动态地实现？同时避免“扩展功能的增多”带来的子类膨胀问题？从而使得任何“功能扩展变化”所致使的影响降为最低？

模式定义

动态(组合)地给一个对象增长一些额外的职责。就增长功能而言，Decorator 模式比生成子类(继承)更为灵活(消除重复代码 & 减小子类个数)。——《设计模式》GoF

结构(Structure)

显著特征

若是在代码中出现以下相似代码：

public class ClassA implements InterfaceA {
    InterfaceA a;
    // ...
}

一个类既实现了 InterfaceA 接口，又包含 InterfaceA 字段，那么在这段代码的位置，几乎能够确定使用了装饰器模式。其中，实现 InterfaceA 是为了确保 ClassA 保留 InterfaceA 接口的规范，而包含 InterfaceA 字段是为了利用组合实现多态。

要点总结

• 经过采用组合而非继承的手法，Decorator 模式实现了在运行时动态扩展对象功能的能力，并且能够根据须要扩展多个功能。避免了使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。
• Decorator 类在接口上表现为 is-a Component 的继承关系，即 Decorator 类继承了 Component 类所具备的接口。但在实现上又表现为 has-a Component 的组合关系，即 Decorator 类又使用了另一个 Component 类。
• Decorator 模式的目的并不是解决“多子类衍生的多继承”问题，Decorator 模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义。

理解与代码设计

装饰器，顾名思义，须要装饰谁？这个“谁”就是装饰器模式的主体，这个主体的具体实现通常会有规范它行为特质的接口（接口就是规范），咱们能够经过实现这个接口添加一个抽象装饰器（为了进一步的扩展装饰器的能力，因此这个装饰器为抽象的，或者称之为非叶子节点的，非最终使用的装饰器），当须要为主体对象扩展某些功能或者附加某些责任时，再建立具体的装饰器对象去继承上面的抽象装饰器，达到扩展主体对象功能或附加责任的目的。综上，代码设计思路以下：

• 明确须要装饰（扩展、附加责任）的主体对象如 ClassA ，示例代码以下：

  public class ClassA {
      @Override
      public void eat() {
          System.out.println("吃饭");
      }
  }

• 抽象出该主体对象的接口（规范）如 InterfaceA ，示例代码以下：

  public interface InterfaceA {
      void eat();
  }

• 建立抽象装饰器如 DecoratorA ，示例代码以下（装饰器模式显著代码特征）：

  public abstract class DecoratorA implements InterfactA {
      protected InterfaceA interfaceA;
  }

• 建立具体的装饰器，用来扩展主体对象的功能，如 ConcreteDecoratorA ，示例代码以下：

  public class ConcreteDecoratorA extends DecoratorA {
      public ConcreteDecoratorA (InterfaceA interfaceA) {
          this.interfaceA = interfaceA;
      }
      
      // 下方重写 `override` InterfaceA 中的方法，作功能增强
      @Override
      public void eat() {
          // 功能增强
          System.out.println("饭前洗手");
          // 调用主体类方法，执行功能
          this.interfaceA.eat();
          // 功能增强
          System.out.println("饭后洗手");
      }
  }

• 测试示例代码以下：

  @Test
  public void concreteDecoratorTest() {
      // 不使用装饰器
      System.out.println("不使用装饰器：");
      InterfaceA classA = new ClassA();
      classA.eat();
  
      System.out.println();
      System.out.println("-------------------------------------------");
      System.out.println();
  
      // 使用装饰器
      System.out.println("使用装饰器：");
      InterfaceA concreteDecoratorA = new ConcreteDecoratorA(new ClassA());
      concreteDecoratorA.eat();
  }

  输出以下所示：

  不使用装饰器：
  吃饭
  
  -------------------------------------------
  
  使用装饰器：
  饭前洗手
  吃饭
  饭后洗手

代码实现

模拟小明“吃饭”和“找对象”场景：

小明-装饰器模式