装饰模式

​ 装饰(Decorate)模式又称为包装(Wrapper)模式。装饰模式是以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案。

作用

  1. 动态的为一个对象增加新的功能。
  2. 装饰模式是一种用于代替继承的技术，无须通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的关联关系代替继承关系，更加灵活，同时避免类型体系的快速膨胀。

模式结构

装饰模式类图：

图1

  • Component抽象构件角色：真实对象和装饰对象有相同的接口。这样，客户端对象就能够以与真实对象相同的方式同装饰对象交互。
  • ConcreteCompoent具体构建角色(真实对象)：定义一个将要接收附加责任的类。
  • Decorator装饰角色：持有一个抽象构件的引用。装饰对象接受所有客户端的请求，并把这些请求转发给真实的对象。这样，就能在真实对象调用前后增加新的功能。
  • ConcreteDecorate具体装饰角色：负责给构件对象增加新的功能。

简单的案例

​ 简单的汽车例子，创造每一种功能的汽车都需要继承车的父类进行实现如下图，那么当我们需要既能路上行驶有能水上行驶的车又得继续继承父类拓展新的类。

车

  1. 路上行驶的车
  2. 水上行驶的车
  3. 空中行驶的车

所以每增加一种新功能的汽车都需要新增一个类，这样的话就会创建大量的类。这时候就能使用装饰模式了。

抽象构件

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public interface AbstractCar {
    void move();
}

具体构建

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public class Car implements AbstractCar{
    public void move() {
        System.out.println("路上行驶");
    }
}

装饰角色

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public class SuperCar implements AbstractCar{
    protected AbstractCar car;
    public SuperCar(AbstractCar car){
        this.car=car;
    }
    public void move() {
        car.move();
    }
}

具体装饰 角色

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/**
 * 飞行汽车  
*/   
public class FlyCar extends SuperCar{
    public FlyCar(AbstractCar car) {
        super(car);
    }

    public void fly() {
        System.out.println("空中行驶汽车");
    }

    @Override
    public void move() {
        super.move();
         fly();
    }
}

/**
 * 水上汽车
 */
public class WaterCar extends SuperCar{
    public WaterCar(AbstractCar car) {
        super(car);
    }

    public void swim() {
        System.out.println("水上行驶汽车");
    }
    @Override
    public void move() {
        super.move();
        swim();
    }
}

客户端

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public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Car car=new Car();
        car.move();

        System.out.println("------增加新功能,飞行------");
        FlyCar flyCar=new FlyCar(car);
        flyCar.move();

        System.out.println("------新增加功能，水上行驶-----");
        WaterCar waterCar=new WaterCar(car);
        waterCar.move();

        System.out.println("-----新增加两个功能，飞行与水上行驶-----");
        WaterCar waterCar2=new WaterCar(flyCar);
        waterCar2.move();
    }
}

控制台

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路上行驶
------增加新功能,飞行------
路上行驶
空中行驶汽车
------新增加功能，水上行驶-----
路上行驶
水上行驶汽车
-----新增加两个功能，飞行与水上行驶-----
路上行驶
空中行驶汽车
水上行驶汽车

由此可知，使用装饰模式就不用创建大量新的类而可以拓展出具有更多功能的对象了。

装饰模式在Java I/O库中的应用

IO流实现细节：

  • Component抽象构件角色：io流中的InputStream,OutputStream,Reader,Writer
  • ConcreteComponent具体构件角色：io流中的FileInputStream,FileOutputStream
  • Decorate装饰角色：持有抽象构件的引用，FilterInputStream,FilterOutputStream
  • ConcreteDecorate具体装饰角色：负责给构件对象添加新的责任，BufferedInputStream,BufferedOutputStream等

总结

  1. 装饰模式(Decorate)也叫包装模式(Wrapper)
  2. 装饰模式降低系统的耦合度，可以动态的增加或删除对象的责任，并使得需要装饰的具体构建类和具体装饰类可以独立变化，以便增加新的具体构建类和具体装饰类。

缺点

  1. 产生很多小对象。大量小的对象占据内存，一定程度上影响性能。
  2. 装饰模式易出错，调试排查比较麻烦。

装饰模式与桥接模式区别

​ 两个模式都是为了解决过多子类对象的问题。但他们的诱因不同，桥接模式是对象自身现有机制沿着多个维度变化，是既有部分不稳定。装饰模式是为了增加新的功能。