裝飾器模式 Decorator

裝飾器模式 Decorator

動機(Motivation)

• 在某些狀況下，咱們可能會過分地使用繼承來擴展對象的功能，因爲繼承爲類型引入的靜態特質，使得這種擴展方式缺少靈活性；而且隨着子類的增多（擴展功能的增多），各類子類的組合（擴展功能的組合）會致使更多子類的膨脹。
• 如何使「對象功能的擴展」可以根據須要來動態地實現？同時避免「擴展功能的增多」帶來的子類膨脹問題？從而使得任何「功能擴展變化」所致使的影響降爲最低？

模式定義

動態(組合)地給一個對象增長一些額外的職責。就增長功能而言，Decorator 模式比生成子類(繼承)更爲靈活(消除重複代碼 & 減小子類個數)。——《設計模式》GoF

結構(Structure)

顯著特徵

若是在代碼中出現以下相似代碼：

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

一個類既實現了 InterfaceA 接口，又包含 InterfaceA 字段，那麼在這段代碼的位置，幾乎能夠確定使用了裝飾器模式。其中，實現 InterfaceA 是爲了確保 ClassA 保留 InterfaceA 接口的規範，而包含 InterfaceA 字段是爲了利用組合實現多態。

要點總結

• 經過採用組合而非繼承的手法，Decorator 模式實現了在運行時動態擴展對象功能的能力，並且能夠根據須要擴展多個功能。避免了使用繼承帶來的「靈活性差」和「多子類衍生問題」。
• Decorator 類在接口上表現爲 is-a Component 的繼承關係，即 Decorator 類繼承了 Component 類所具備的接口。但在實現上又表現爲 has-a Component 的組合關係，即 Decorator 類又使用了另一個 Component 類。
• Decorator 模式的目的並不是解決「多子類衍生的多繼承」問題，Decorator 模式應用的要點在於解決「主體類在多個方向上的擴展功能」——是爲「裝飾」的含義。

理解與代碼設計

裝飾器，顧名思義，須要裝飾誰？這個「誰」就是裝飾器模式的主體，這個主體的具體實現通常會有規範它行爲特質的接口（接口就是規範），咱們能夠經過實現這個接口添加一個抽象裝飾器（爲了進一步的擴展裝飾器的能力，因此這個裝飾器爲抽象的，或者稱之爲非葉子節點的，非最終使用的裝飾器），當須要爲主體對象擴展某些功能或者附加某些責任時，再建立具體的裝飾器對象去繼承上面的抽象裝飾器，達到擴展主體對象功能或附加責任的目的。綜上，代碼設計思路以下：

• 明確須要裝飾（擴展、附加責任）的主體對象如 ClassA ，示例代碼以下：

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

• 抽象出該主體對象的接口（規範）如 InterfaceA ，示例代碼以下：

  public interface InterfaceA {
      void eat();
  }

• 建立抽象裝飾器如 DecoratorA ，示例代碼以下（裝飾器模式顯著代碼特徵）：

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

• 建立具體的裝飾器，用來擴展主體對象的功能，如 ConcreteDecoratorA ，示例代碼以下：

  public class ConcreteDecoratorA extends DecoratorA {
      public ConcreteDecoratorA (InterfaceA interfaceA) {
          this.interfaceA = interfaceA;
      }
      
      // 下方重寫 `override` InterfaceA 中的方法，作功能增強
      @Override
      public void eat() {
          // 功能增強
          System.out.println("飯前洗手");
          // 調用主體類方法，執行功能
          this.interfaceA.eat();
          // 功能增強
          System.out.println("飯後洗手");
      }
  }

• 測試示例代碼以下：

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

  輸出以下所示：

  不使用裝飾器：
  吃飯
  
  -------------------------------------------
  
  使用裝飾器：
  飯前洗手
  吃飯
  飯後洗手

代碼實現

模擬小明「吃飯」和「找對象」場景：

小明-裝飾器模式