java装饰者设计模式

在面向对象程序设计中，装饰者模式是一种结构型模式，它允许动态地将新功能添加到对象中，通常通过将对象包装在具有新行为的装饰类中来实现。Java装饰者设计模式是一种为Java语言特定的实现。

Java装饰者模式背景

装饰者模式有时被称为“包装器模式”，它使开发人员能够通过将新行为“包装”到对象中而动态地扩展该对象的功能，而不必所涉及的任何类进行修改。使用装饰者模式时，应用程序可以在运行时添加行为，而不必依赖于继承或修改底层代码。这种模式使得在扩展类的功能方面更加灵活。

Java装饰者模式实现

Java装饰者模式的实现往往涉及一个抽象基类，该类定义了要装饰的对象的“抽象接口”（也称为“组件”）。装饰器类则扩展该基类，并将子类包含在其中示意图。

##### UML类图

```

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| Component |

---------------

/\

|

-------------------

| ConcreteComponent |

-------------------

/\

|

--------------

| Decorator |

--------------

/\

|

--------------------

| ConcreteDecorator |

--------------------

```

在Java中，可以使用抽象类或接口创建抽象基类。具体基类是实现基类的一种类。装饰器类是抽象基类的扩展，它可以将其他对象包装到其中。具体装饰器类从装饰器类派生而来，这些类可能会增加它们所包含的对象的新功能。

Java装饰者模式示例

下面是一个简单的示例，其中Order接口描述点了咖啡的客户订单。Coffee类是Order接口的一个具体实现：它表示一杯咖啡。

```

public interface Order {

public double getCost();

public String getDescription();

}

public class Coffee implements Order {

public double getCost() {

return 1.99;

}

public String getDescription() {

return "Coffee";

}

}

```

现在，我们可以创建Decorator抽象基类来表示添加任何东西的基本咖啡。比如Sugar、Milk、Whip等等。不同于咖啡的具体实现，装饰器没有自己的描述或成本：它们相当于“空集合”，只是用来装饰具体实现的。

```

public abstract class CoffeeDecorator implements Order {

protected final Order decoratedCoffee;

protected String ingredientSeparator = ", ";

public CoffeeDecorator(Order decoratedCoffee) {

this.decoratedCoffee = decoratedCoffee;

}

public double getCost() { //计算所有装饰的成本

return decoratedCoffee.getCost();

}

public String getDescription() { //添加所有装饰的描述

return decoratedCoffee.getDescription()

+ ingredientSeparator

+ getAddedDescription();

}

protected abstract String getAddedDescription();

}

```

现在，我们可以创建具体Decorator的不同实现，比如Sugar、Milk、Whip等等。每一种装饰都覆盖了getAddedDescription方法，添加了新的描述。注意，每一个具体装饰都委派到它所包含的咖啡。

```

public class Sugar extends CoffeeDecorator {

public Sugar(Order decoratedCoffee) {

super(decoratedCoffee);

}

protected String getAddedDescription() {

return "Sugar";

}

public double getCost() {

return super.getCost() + 0.15;

}

}

public class Milk extends CoffeeDecorator {

public Milk(Order decoratedCoffee) {

super(decoratedCoffee);

}

protected String getAddedDescription() {

return "Milk";

}

public double getCost() {

return super.getCost() + 0.25;

}

}

public class Whip extends CoffeeDecorator {

public Whip(Order decoratedCoffee) {

super(decoratedCoffee);

}

protected String getAddedDescription() {

return "Whip";

}

public double getCost() {

return super.getCost() + 0.10;

}

}

```

Java装饰者模式的优缺点

Java装饰者设计模式的优点：

- 无需修改现有代码即可在运行时添加新功能。

- 可以将新功能动态地包装到对象中。

- 允许在不破坏类层次结构的情况下扩展功能。

Java装饰者设计模式的缺点：

- 可能会导致对象数量爆炸。

Java装饰者模式和适配器模式的区别

Java装饰者模式和适配器模式都属于结构型模式，它们都涉及到将对象包装在另一个对象中。但是，这两种模式有以下不同点：

适配器模式：

- 目的是使不兼容的对象能够相互工作。

- 通过继承或对象组合将对象包装在包装器中。

- 没有修改现有代码，但在许多情况下，需要创建一个特定于应用程序的适配器。

装饰者模式：

- 目的是动态地添加新功能或行为。

- 通过实现相同的接口和继承来装饰对象。

- 允许在运行时添加新功能，而不必依靠底层代码。

Java装饰者设计模式应用场景

Java装饰者设计模式适用于以下情况：

- 可以在运行时添加和删除对象的功能。

- 必须向多个对象添加功能，且必须禁用某些功能。

- 在不影响其他对象的情况下添加或删除对象的功能。

结语

Java装饰者模式是一种灵活的设计模式，它允许动态地添加行为和功能。它的优点是很大的灵活性，可以在不影响代码的情况下添加新功能。使用Java装饰者模式可以避免继承的局限性，从而实现更好的缩放和灵活性。Java装饰者模式的三个关键词是：动态、构建、组合。