10-Java装饰器模式 ( Decorator Pattern )

• 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

• 装饰器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

装饰器模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装

摘要

1. 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

2. 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

3. 何时使用

• 在不想增加很多子类的情况下扩展类

4. 如何解决

将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式

5. 关键代码

• Component类充当抽象角色，不应该具体实现；
• 修饰类引用和继承Component类，具体扩展类重写父类方法；

6. 应用实例

• 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；
• 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；

7. 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

8. 缺点

• 多层装饰比较复杂

9. 使用场景

• 扩展一个类的功能；
• 动态增加功能，动态撤销；

10. 注意事项

• 可代替继承

实现

1. 创建一个Shape接口和实现了Shape接口的实体类；
2. 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；
3. 创建类RedShapeDecorator实现了ShapeDecorator实体类；
4. 创建类DecoratorPatternDemo使用RedShapeDecorator来装饰Shape对象；

范例

我们通过下面的范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

1.创建一个接口.

Shape.java

package com.demo.gof;
public interface Shape {void draw();
}

2. 创建实现接口的实体类

Rectangle.java

package com.demo.gof;
public class Rectangle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Shape: Rectangle");}
}

Circle.java

package com.demo.gof;
public class Circle implements Shape {@Overridepublic void draw() {System.out.println("Shape: Circle");}
}

3. 创建实现了 Shape 接口的抽象装饰类

ShapeDecorator.java

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

4. 创建扩展了 ShapeDecorator 类的实体装饰类

RedShapeDecorator.java

package com.demo.gof;
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {super(decoratedShape);        }@Overridepublic void draw() {decoratedShape.draw();           setRedBorder(decoratedShape);}private void setRedBorder(Shape decoratedShape){System.out.println("Border Color: Red");}
}

5. 使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象

DecoratorPatternDemo.java

package com.demo.gof;
public class DecoratorPatternDemo {public static void main(String[] args) {Shape circle = new Circle();Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());System.out.println("Circle with normal border");circle.draw();System.out.println("\nCircle of red border");redCircle.draw();System.out.println("\nRectangle of red border");redRectangle.draw();}
}

编译运行以上 Java 范例，输出结果如下

$ javac -d . src/main/com.demo/gof/DecoratorPatternDemo.java
$ java  com.demo.gof.DecoratorPatternDemo
Circle with normal border
Shape: CircleCircle of red border
Shape: Circle
Border Color: RedRectangle of red border
Shape: Rectangle
Border Color: Red