概述
装饰模式(Decorator)也叫包装器模式(Wrapper),是指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模式比生成子类更为灵活。它通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象
情景举例
我们先来分析这样一个画图形的需求:
- 它能绘制各种背景,如红色、蓝色、绿色
- 它能绘制形状,如三角形,正方形,圆形
- 它能给形状加上阴影
就先列这三个简单的需求吧,下面让我们比较下各种实现的优缺点
丑陋的实现
来看看我们用继承是如何实现的,首先,抽象出一个Shape
接口我想大家都不会有意见的是不是?
1 | /** |
然后我们定义各种情况下的子类,结构如下,看到这么多的子类,是不是有点要爆炸的感觉?真是想想都可怕
而且如果再新增一种需求,比如现在要画椭圆,那么维护的人员估计就要爆粗了吧?
为了避免写出上面的代码,聪明的童鞋们可能会提出第二种方案:
1 | /** |
这样,根据不同的画图需求,只需要设置不同的属性就可以了,这样确实避免了类爆炸增长的问题,但这种方式违反了开放封闭原则,比如画正方形的方式变了,需要对ShapeImpl
进行修改,或者如果新增需求,如画椭圆,也需要对ShapeImpl
进行修改。而且这个类不方便扩展,子类将继承一些对自身并不合适的方法。
装饰模式
概念介绍
装饰模式(Decorator)也叫包装器模式(Wrapper),是指动态地给一个对象添加一些额外的职责
以下情况使用Decorator模式:
- 需要扩展一个类的功能,或给一个类添加附加职责。
- 需要动态的给一个对象添加功能,这些功能可以再动态的撤销。
- 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变的不现实。
- 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏,或类定义不能用于生成子类
但这种灵活也会带来一些缺点,这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着更加多的复杂性。装饰模式会导致设计中出现许多小类,如果过度使用,会使程序变得很复杂
下面来看看装饰模式的结构:
- Component抽象组件,是一个接口或者是抽象类,就是定义我们最核心的对象,也就是最原始的对象。(注:在装饰模式中,必然有一个最基本、最核心、最原始的接口或者抽象类充当Component抽象组件)
- ConcreteComponent具体组件,是最核心、最原始、最基本的接口或抽象类的实现,我们需要装饰的就是它
- Decorator装饰角色, 一般是一个抽象类,实现接口或者抽象方法,它的属性里必然有一个private变量指向Component抽象组件。
- 具体装饰角色,如上图中的ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB,我们要把我们最核心的、最原始的、最基本的东西装饰成其它东西。
代码示例如下:
1 | /** |
1 | public class ConcreteComponent implements Component { |
1 | public class Decorator implements Component { |
1 | public class ConcreteDecoratorA extends Decorator { |
1 | public class ConcreteDecoratorB extends Decorator { |
上面说了一堆结构和示例代码,但大家可能还是不太好理解,下面用装饰模式来重新实现画图的功能
用装饰模式实现需求
先上结构图
首先定义可动态扩展对象的抽象
1 | public interface Shape { |
定义具体的组件,每一个组件代表一个形状
1 | public class Square implements Shape { |
1 | public class Trilateral implements Shape { |
1 | public class Circle implements Shape { |
定义可装饰者的抽象类
1 | public class ShapeDecorator implements Shape { |
定义具体的装饰者
1 | public class Blue extends ShapeDecorator { |
1 | public class Green extends ShapeDecorator { |
1 | public class Red extends ShapeDecorator { |
1 | public class Shadow extends ShapeDecorator { |
好了,现在让我们看看具体怎么使用:
1 | public class Test { |
可以看到,装饰模式是非常灵活的,通过不同的装饰,实现不同的效果
装饰模式的应用举例
这里再列举一些用到了装饰模式的情景,童鞋们可以根据这些场景加深对装饰模式的理解
- Java中
IO
设计 - Android中
Context
和ContextWrapper
的设计
总结
装饰模式是为已有功能动态地添加功能的一种方式,它把每个要装饰的功能放在单独的类中,并让这个类包括要装饰的对象,有效地把核心职能和装饰功能区分开了。但它带来灵活的同时,也容易导致别人不了解自己的设计方式,不知如何使用。就像Java中I/O库,人们第一次接触的时候,往往无法轻易理解它。这其中的平衡取舍,就看自己咯