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装饰器模式#xff08;Decorator Pattern#xff09;是一种结构型设计模式#xff0c;允许您在不改变现有对象结构的情况下#xff0c;动态地将新功能附加到对象上。通过创建一个包装器类来扩展原始类的功能。这个包装器类具有与原始类相同的接口#x…概念
装饰器模式Decorator Pattern是一种结构型设计模式允许您在不改变现有对象结构的情况下动态地将新功能附加到对象上。通过创建一个包装器类来扩展原始类的功能。这个包装器类具有与原始类相同的接口并在内部持有一个指向原始对象的引用。通过将多个包装器链接在一起可以递归地添加任意数量的功能。
特点
装饰器和被装饰对象实现相同接口使得客户端无需关心具体类型。可以动态地添加、删除或组合多个装饰器。不需要修改已存在代码即可扩展功能。
优点
提供了灵活性和可扩展性可以根据需要逐步增加或移除功能。遵循开闭原则不需要修改现有代码即可实现新功能。具备了继承关系所缺乏的灵活性。
缺点
增加了系统中类的数量在某些情况下可能会增加复杂度和理解难度。如果使用不当可能会导致过多嵌套或产生大量小粒度对象。
适用场景
当希望为一个对象动态地添加额外的功能时可以使用装饰器模式。当不适合使用继承来扩展对象功能时可以考虑使用该模式。
实现方式
使用抽象类作为基础组件
实现原理
定义一个抽象类该抽象类定义了需要被包装和扩展功能的方法。创建一个抽象装饰器类它继承自该抽象类。这个抽象装饰器持有一个指向基础组件对象即被包装对象的引用。在具体子类中通过调用父级构造函数传入被包装对象并重写相关方法在其中添加额外功能并调用父级方法以保留原始行为。
实现代码
// 抽象基础组件
abstract class Component {public abstract void operation();
}// 具体基础组件
class ConcreteComponent extends Component {public void operation() {System.out.println(执行具体操作);}
}// 抽象装饰器
abstract class Decorator extends Component {protected Component component;public Decorator(Component component) {this.component component;}public void operation() {if (component ! null) {component.operation();}}
}// 具体装饰器A
class ConcreteDecoratorA extends Decorator {public ConcreteDecoratorA(Component component) {super(component);}public void addedBehavior() {System.out.println(新增附加行为 A);}public void operation(){super.operation();addedBehavior();}
}// 具体装饰器B
class ConcreteDecoratorB extends Decorator{public ConcreteDecoratorB(Component comp){super(comp);}public void addedBehavior(){System.out.println(新增附加行为 B);}public void operation(){super.operation();addedBehavior();}
}
// 使用示例
public class Main {public static void main(String[] args) {
// 使用示例Component component new ConcreteComponent();component new ConcreteDecoratorA(component);component.operation();component new ConcreteDecoratorB(component);component.operation();}
}在上述示例中我们定义了一个抽象基础组件类Component它包含一个抽象方法operation()。然后创建了具体的基础组件类ConcreteComponent它实现了这个抽象方法。
接下来我们创建了一个抽象装饰器类Decorator它也继承自基础组件类并持有一个指向基础组件对象的引用。在装饰器类中我们通过调用基础组件对象的operation()方法来实现具体功能。
然后我们创建了两个具体装饰器类ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB它们分别扩展了抽象装饰器类并添加了额外的功能。在这些具体装饰器中我们首先调用父类的operation()方法来执行原始操作然后再执行附加行为。
最后在客户端代码中我们创建一个具体基础组件对象并使用多个具体装饰器对象进行包裹和扩展。通过调用最外层装饰器对象的operation()方法来触发整个装饰过程上所有操作的执行。
需要注意在这种方式下每次增加新类型或结构变化时都需要修改相关子类。这可能会导致代码的脆弱性。
使用接口作为基础组件
实现原理 定义一个接口作为基础组件该接口定义了需要被装饰的方法。创建一个具体的基础组件类来实现该接口并实现具体的业务逻辑。创建一个抽象装饰器类它也实现了相同的接口。这个装饰器持有一个指向基础组件对象的引用并在其内部调用基础组件对象对应方法。创建具体装饰器类来扩展功能。这些具体装饰器也是通过实现抽象装饰器并添加额外功能来实现。
实现代码:
// 基础组件
interface Component {void operation();
}// 具体基础组件
class ConcreteComponent implements Component {public void operation() {System.out.println(执行具体操作);}
}// 抽象装饰器
abstract class Decorator implements Component {protected Component component;public Decorator(Component component) {this.component component;}public void operation() {if (component ! null) {component.operation();}}
}// 具体装饰器A
class ConcreteDecoratorA implements Component {private Component component;public ConcreteDecoratorA(Component comp){this.component comp;}public void addedBehavior(){System.out.println(新增附加行为 A);}public void operation(){if(component ! null){component.operation();}addedBehavior();}
}// 具体装饰器B
class ConcreteDecoratorB implements Component {private Component component;public ConcreteDecoratorB(Component comp){this.component comp;}public void addedBehavior(){System.out.println(新增附加行为 B);}public void operation(){if(component ! null){component.operation();}addedBehavior();}
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 使用示例Component component new ConcreteComponent();component new ConcreteDecoratorA(component);component new ConcreteDecoratorB(component);component.operation();}
}在上述示例中我们定义了一个基础组件接口Component它包含一个方法operation()。
然后创建了具体的基础组件类ConcreteComponent它实现了该接口并实现具体的业务逻辑。
接下来我们创建了抽象装饰器类 Decorator 它也实现了相同的接口。这个装饰器持有一个指向基础组件对象的引用并在其内部调用基础组件对象对应方法。
然后我们创建了两个具体装饰器类 ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB 它们分别实现了该接口并扩展了功能。在这些具体装饰器中我们首先调用基础组件对象的 operation() 方法来执行原始操作然后再执行附加行为。
最后在客户端代码中我们创建一个具体基础组件对象并使用多个具体装饰器对象进行包裹和扩展。通过调用最外层装饰器对象的 operation() 方法来触发整个装饰过程上所有操作的执行。
存在的问题
需要在每个具体装饰器中重新声明所有方法即使它们只是简单地委派给基础组件对象。如果需要改变已有代码结构例如新增一种新类型则需要修改所有相关子类。
动态装饰器链
实现原理
定义一个接口或抽象类作为基础组件该接口或类定义了需要被装饰的方法。创建具体的基础组件类来实现该接口或继承该抽象类并实现具体的业务逻辑。创建一个抽象装饰器类它也实现了相同的接口或继承相同的抽象类。这个装饰器持有一个指向基础组件对象的引用并在其内部调用基础组件对象对应方法。在抽象装饰器中添加一个方法用于动态地添加下一个具体装饰器到链中。创建具体装饰器类来扩展功能。这些具体装饰器也是通过继承抽象装饰器并添加额外功能来实现。
实现代码:
// 基础组件
interface Component {void operation();
}// 具体基础组件
class ConcreteComponent implements Component {public void operation() {System.out.println(执行具体操作);}
}// 抽象装饰器
abstract class Decorator implements Component {protected Component component;protected Decorator nextDecorator;public void setNextDecorator(Decorator decorator) {this.nextDecorator decorator;}public void operation() {if (component ! null) {component.operation();}if (nextDecorator ! null) {nextDecorator.operation();}}
}// 具体装饰器A
class ConcreteDecoratorA extends Decorator {public ConcreteDecoratorA(Component comp){this.component comp;}public void addedBehavior(){System.out.println(新增附加行为 A);}public void operation(){if(component ! null){component.operation();}addedBehavior();if(nextDecorator ! null){nextDecorator.operation();}}
}// 具体装饰器B
class ConcreteDecoratorB extends Decorator {public ConcreteDecoratorB(Component comp){this.component comp;}public void addedBehavior(){System.out.println(新增附加行为 B);}public void operation(){if(component ! null){component.operation();}addedBehavior();if(nextDecorator!null){nextDecorator.operation();}}
}public class Main {public static void main(String[] args) {// 使用示例Component component new ConcreteComponent();ConcreteDecoratorA decoratorA new ConcreteDecoratorA(component);ConcreteDecoratorB decoratorB new ConcreteDecoratorB(component);decoratorA.setNextDecorator(decoratorB);decoratorA.operation();}
}存在问题使用动态装饰器链时可能会遇到以下问题
链中每个节点都需要知道下一个节点增加了耦合性和复杂性。动态修改链可能会导致不可预测行为和难以调试。
