在现实生活中,常常需要对现有产品增加新的功能或美化其外观,如房子装修、相片加相框等。在软件开发过程中,有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下,可以动态地扩展其功能。通常情况下,扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征,耦合度高,并且随着扩展功能的增多,子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象(即装饰对象)来包裹真实对象,并在保持真实对象的类结构不变的前提下,为其提供额外的功能,这就是装饰模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。
1. 认识装饰者模式
1. 定义:指在不改变现有对象结构的情况下,动态地给该对象增加一些职责(即增加其额外功能)的模式,它属于对象结构型模式。
2. 装饰模式的组成:装饰模式主要包含以下角色。
- 抽象构件(Component)角色:定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
- 具体构件(Concrete Component)角色:实现抽象构件,通过装饰角色为其添加一些职责。
- 抽象装饰(Decorator)角色:继承抽象构件,并包含具体构件的实例,可以通过其子类扩展具体构件的功能。
- 具体装饰(ConcreteDecorator)角色:实现抽象装饰的相关方法,并给具体构件对象添加附加的责任。
3. 参考代码:
public class DecoratorPattern { public static void main(String[] args) { Component p=new ConcreteComponent(); p.operation(); System.out.println("---------------------------------"); Component d=new ConcreteDecorator(p); d.operation(); } } //抽象构件角色 interface Component { public void operation(); } //具体构件角色 class ConcreteComponent implements Component { public ConcreteComponent() { System.out.println("创建具体构件角色"); } public void operation() { System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()"); } } //抽象装饰角色 class Decorator implements Component { private Component component; public Decorator(Component component) { this.component=component; } public void operation() { component.operation(); } } //具体装饰角色 class ConcreteDecorator extends Decorator { public ConcreteDecorator(Component component) { super(component); } public void operation() { super.operation(); addedFunction(); } public void addedFunction() { System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()"); } }
2. 理解装饰者模式
1. 优缺点: 其主要缺点是装饰模式增加了许多子类,如果过度使用会使程序变得很复杂。装饰(Decorator)模式的主要优点有
- 采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
- 可以设计出多个不同的具体装饰类,创造出多个不同行为的组合。
2. 应用场景:装饰模式通常在以下几种情况使用。
- 当需要给一个现有类添加附加职责,而又不能采用生成子类的方法进行扩充时。例如,该类被隐藏或者该类是终极类或者采用继承方式会产生大量的子类。
- 当需要通过对现有的一组基本功能进行排列组合而产生非常多的功能时,采用继承关系很难实现,而采用装饰模式却很好实现。
- 当对象的功能要求可以动态地添加,也可以再动态地撤销时。
装饰模式在 Java 语言中的最著名的应用莫过于 Java I/O 标准库的设计了。例如,InputStream 的子类 FilterInputStream,OutputStream 的子类 FilterOutputStream,Reader 的子类 BufferedReader 以及 FilterReader,还有 Writer 的子类 BufferedWriter、FilterWriter 以及 PrintWriter 等,它们都是抽象装饰类。下面代码是为 FileReader 增加缓冲区而采用的装饰类 BufferedReader 的例子:
BufferedReader in=new BufferedReader(new FileReader("filename.txtn)); String s=in.readLine();
3. 装饰模式与代理模式、适配器模式的比较:三者确实非常相似,
(1)但是装饰者模式注重于对于原本所需要使用的类的功能扩展;而代理模式则注重于封装具体的实现,降低调用者与被调用者之间的耦合度;适配器模式注重于对代码功能的复用
(2)适配器模式中客户端调用的适配器方法与真正实现功能的类中的方法是不同的,而代理模式于装饰者模式都必须实现同一个方法;
4. 实际上,如果装饰者模式中的具体装饰类只有一个的话,那么就可以将抽象装饰类删去,这样一更改,实际上就是变成了代理模式。
