装饰器模式(Decorator Pattern)该如何使用在项目？

Posted 2021-08-03 JavaEdge.

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了装饰器模式(Decorator Pattern)该如何使用在项目？相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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在实际开发中，一般你会如何给一个类或对象新增行为呢？

继承

子类在拥有自身方法的同时还拥有父类方法。但这种方案是比较静态的，用户无法控制新增行为的方式和时机。

关联

将一个类的对象A嵌入另一个对象B，由另一个对象决定是否调用嵌入对象B的行为以便扩展自身行为，这个嵌入的对象B就叫做装饰器(Decorator)。

定义

对象结构型模式。动态地给一个对象增加额外功能，装饰器模式比生成子类实现更为灵活。

角色

Component 接口

抽象构件，定义了对象的接口，可以给这些对象动态增加功能。

ConcreteComponent

具体构件，定义了具体的构件对象，实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外职责（方法）。

Decorator

抽象装饰类，是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但具体职责实现在其子类。

ConcreteDecorator

具体装饰类，是抽象装饰类的子类，负责向构件添加新的职责。

代码案例

窗口接口

public interface Window {


  // 绘制窗口
  public void draw();
  
  // 返回窗口的描述
  public String getDescription();
}

无滚动条功能的简单窗口实现

public class SimpleWindow implements Window {


  public void draw() {
    // 绘制窗口
  }


  public String getDescription() {
    return "simple window";
  }
}

抽象装饰类，注意实现Window接口

public abstract class WindowDecorator implements Window {
    // 被装饰的Window
    protected Window decoratedWindow;


    public WindowDecorator (Window decoratedWindow) {
        this.decoratedWindow = decoratedWindow;
    }
    
    @Override
    public void draw() {
        decoratedWindow.draw();
    }


    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedWindow.getDescription();
    }
}

第一个具体装饰器，添加垂直滚动条功能

public class VerticalScrollBar extends WindowDecorator {
  public VerticalScrollBar(Window windowToBeDecorated) {
    super(windowToBeDecorated);
  }


  @Override
  public void draw() {
    super.draw();
    drawVerticalScrollBar();
  }


  private void drawVerticalScrollBar() {
    // Draw the vertical scrollbar
  }


  @Override
  public String getDescription() {
    return super.getDescription() + ", including vertical scrollbars";
  }
}

第二个具体装饰器，添加水平滚动条功能

public class HorizontalScrollBar extends WindowDecorator {
  public HorizontalScrollBar (Window windowToBeDecorated) {
    super(windowToBeDecorated);
  }


  @Override
  public void draw() {
    super.draw();
    drawHorizontalScrollBar();
  }


  private void drawHorizontalScrollBar() {
    // Draw the horizontal scrollbar
  }


  @Override
  public String getDescription() {
    return super.getDescription() + ", including horizontal scrollbars";
  }
}

优点

装饰模式以对用户透明的方式动态给一个对象附加功能，用户不会觉得对象在装饰前、后有何不同。装饰模式可在无需创造更多子类情况下，扩展对象的功能。

与继承相比，关联优势在于不破坏类的封装性，而且继承是一种耦合度较大的静态关系，无法在程序运行时动态扩展。

可通过动态方式扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同装饰器，从而实现不同行为。

在软件开发阶段，关联关系虽然不会比继承关系减少编码量，但到了软件维护阶段，由于关联关系使系统具有较好的松耦合性，所以更容易维护。

通过使用不同具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合。可以使用多个具体装饰类来装饰同一对象，得到功能更强大的对象。

具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类、具体装饰类，在使用时再对其进行组合，原有代码无须改变，符合“开闭原则”。

缺点

产生很多小对象，这些对象区别在于它们之间相互连接的方式不同，而非类或属性值不同，同时还将产生很多具体装饰类。这些装饰类和小对象的产生将增加系统的复杂度，加大学习与理解的难度。

比继承更灵活，也意味着比继承更易出错，排查也更困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为烦琐。

适用场景