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每日一个设计模式之【装饰器模式】
每日一个设计模式之【装饰器模式】
☁️前言🎉🎉🎉
大家好✋，我是知识汲取者😄，今天给大家带来一篇有关装饰器模式的学习笔记。众所周知能够熟练使用设计模式是一个优秀程序猿的必备技能，当我们在项目中选择一个或多个合适的设计模式，不仅能大大提高项目的稳健性、可移植性、可维护性，同时还能让你的代码更加精炼，具备艺术美感。
俗话说”靠衣装，佛靠金装“，在代码的世界也是这样的，对象也需要通过穿“衣服”让对象变得更加“漂亮”，装饰器模式就是一个给对象穿“衣服”的角色，它可以通过给对象添加不同的“衣服”让对象的功能变得更加强大，以此完成更加复杂的功能。现在就让我们一起来学习这么一个有趣的模式吧😃
推荐阅读：
🌻装饰器模式概述
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什么是装饰器模式？
装饰器模式（Decorator Pattern），也称包装器模式（Wrapper），是一种结构型模式，它允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构，具有很强的灵活性
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装饰器模式的作用：动态1地给一个对象添加一些额外的职责
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装饰器模式的优缺点
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优点：
- 提高了系统的灵活性。装饰器模式采用了委托机制，就增加新功能它比继承机制更加灵活；并且它还可以动态添加或撤销对象的新功能，这是静态的继承无法比拟的
- 降低了系统的耦合度。装饰类和被装饰类可以相互独立，每一个装饰类都可以独立变化，与被装饰类关联性不大，很大程度降低了系统的耦合度，这也就能够很好的保障系统的可扩展性、可维护性
……
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缺点：由于装饰器模式通过具体的装饰类增加对象的功能，这就会导致程序中增加许多功能类似的很小的类，进而增加系统的复杂度
……
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装饰器模式的适用场景
- 想要动态地给对象增加一个新的功能，但是又不想改变对象原有的结构
- 想要扩展一个类的功能时可以使用
- 如果一个对象需要经过多层包装，并且每层包装的对象都是需要被使用的，可以使用（半透明装饰器模式）
……
生活中的应用：床衣服、戴首饰……凡是需要装饰的物品都是
Java中的应用：java.io包下的类就是使用装饰器模式实现的，我们可以对FileInputStream进行层层包装
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装饰器模式的角色划分
- 抽象构件（Component）：是具体被装饰的对象，内部定义了被装饰物主要行为和属性
- 具体构件（ConcreteComponent）：是具体的被装饰者，是被装饰的实际对象
- 抽象装饰者（Decorator）：该角色是包含一个抽象构件的引用，是装饰器模式中的核心角色，定义了具体构件的主要行为，一般是一个具体的类或者抽象类
- 具体装饰者（ConcreteDecorator）：该角色实现类抽象构件的行为，主要责任是给装饰物添加新的具体功能
PS：这些角色可以参考下面的案例进行理解
🌱装饰器模式的实现
🍀透明装饰器模式
透明装饰器模式的特点是可以通过层层装饰，构件一个具有复杂功能的对象，但是客户端无法调用具体装饰器特有的功能
示例：
案例描述：手机分为简单手机、增强版手机、复杂版手机，简单手机在收到来电时只有一个响铃的功能，增强版手机收到来电相较简单手机会增加一个震动功能，复杂版手机相较于增强版手机收到来电时会增加一个闪光功能，现在使用装饰者模式来实现这三款手机
温馨提示：通过上面的类图可以发现测试类（这里模拟客户端）交互的类太多了，这是由于在Test中要创建大量的对象，其实这里也可以使用工厂模式进行优化，让测试类只与工厂类进行交互，从而进一步降低耦合度，但这里只是为了体验组合模式就不改造了，感兴趣的读者可以自行改造
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Step1：创建抽象构件
package com.hhxy.phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title * @description */ public abstract class Phone { /** * 修饰方法 */ public abstract void decorate(); }- 1
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Step2：创建具体构件
1）简单手机：
package com.hhxy.phone.ext; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title 简单手机 * @description 只有响铃功能 */ public class SimplePhone extends Phone { /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { System.out.println("的简单手机"); } }- 1
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2）增强版手机
和简单手机的代码是类似的，详细代码请参考Github或Gitee仓库，略……
3）复杂版手机
和简单手机的代码是类似的，详细代码请参考Github或Gitee仓库，略……
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Step3：创建抽象装饰者
package com.hhxy.decorator.transparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title * @description */ public class Decorator extends Phone{ protected Phone phone; public Decorator(Phone phone){ this.phone = phone; } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { phone.decorate(); } }- 1
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Step4：创建具体装饰者
1）添加响铃功能的装饰器
package com.hhxy.decorator.transparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title 响铃装饰者 * @description 用于给手机添加响铃功能 */ public class BellDecorator extends Decorator { public BellDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addBell(); super.decorate(); } /** * 添加响铃功能的方法 */ private void addBell(){ System.out.print("响铃"); } }- 1
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2）添加震动功能的装饰器
package com.hhxy.decorator.transparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title 震动修饰者 * @description 用于给手机添加震动功能 */ public class ShockDecorator extends Decorator { public ShockDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addShock(); super.decorate(); } /** * 添加震动的方法 */ private void addShock(){ System.out.print("震动"); } }- 1
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3）添加闪光功能的装饰器
package com.hhxy.decorator.transparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title 闪光修饰类 * @description 用于给手机添加闪光功能 */ public class FlashDecorator extends Decorator { public FlashDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addFlash(); super.decorate(); } /** * 添加闪光的方法 */ private void addFlash(){ System.out.print("闪光"); } }- 1
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Step5：编写测试类
package com.hhxy.test; import com.hhxy.decorator.transparent.BellDecorator; import com.hhxy.decorator.transparent.FlashDecorator; import com.hhxy.decorator.transparent.ShockDecorator; import com.hhxy.phone.Phone; import com.hhxy.phone.ext.ComplexPhone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title 测试类1 * @description 用于测试透明装饰模式 */ public class Test1 { public static void main(String[] args) { //三款不同类型的手机 Phone phone1,phone2,phone3; // Phone decorator1,decorator2,decorator3; //简单手机 /*phone1 = new SimplePhone(); decorator1 = new BellDecorator(phone1); decorator1.decorate();*/ //增强手机 /*phone2 = new EnhancePhone(); decorator1 = new BellDecorator(phone2); decorator2 = new ShockDecorator(decorator1); decorator2.decorate();*/ //复杂手机 phone3 = new ComplexPhone(); decorator1 = new BellDecorator(phone3); decorator2 = new ShockDecorator(decorator1); decorator3 = new FlashDecorator(decorator2); decorator3.decorate(); } }- 1
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测试结果：
🍀半透明装饰器模式
半透明装饰器模式是最常见的装饰器模式，它和对象适配器模式的是十分相似的，不同之处在于适配器模式是兼容接口，让一个都对象能调用另一个对象的方法，而对象适配器是为了让一个对象增加一个新的功能。所以也可以称半透明装饰器模式为版适配器半装饰器模式。
关于对象适配器模式可以参考这篇文章： 每日一个设计模式之【适配器模式】
示例：
我们依然以上面一个示例为基准，使用半透明装饰器模式来实现
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Step1：创建抽象构件
和透明装饰器模式的代码一致，略……
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Step2：创建具体构件
和透明装饰器模式的代码一致，略……
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Step3：创建抽象装饰者
package com.hhxy.decorator.untransparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/10/12 * @title * @description */ public class Decorator extends Phone{ protected Phone phone; public Decorator(Phone phone){ this.phone = phone; } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { phone.decorate(); } }- 1
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Step4：创建具体装饰者
1）简单手机装饰者
package com.hhxy.decorator.untransparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/11/14 * @title * @description */ public class SimpleDecorator extends Decorator{ public SimpleDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addBell(); super.decorate(); } /** * 添加响铃功能 */ public void addBell(){ System.out.print("响铃"); } }- 1
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2）增强版手机装饰者
package com.hhxy.decorator.untransparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/11/14 * @title * @description */ public class EnhanceDecorator extends Decorator{ public EnhanceDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addBell(); this.addShock(); super.decorate(); } /** * 添加响铃功能 */ public void addBell(){ System.out.print("响铃"); } /** * 添加震动功能 */ public void addShock(){ System.out.print("震动"); } }- 1
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3）复杂版手机装饰者
package com.hhxy.decorator.untransparent; import com.hhxy.phone.Phone; /** * @author ghp * @date 2022/11/14 * @title * @description */ public class ComplexDecorator extends Decorator{ public ComplexDecorator(Phone phone) { super(phone); } /** * 修饰方法 */ @Override public void decorate() { this.addBell(); this.addShock(); this.addFlash(); super.decorate(); } /** * 添加响铃功能 */ public void addBell(){ System.out.print("响铃"); } /** * 添加震动功能 */ public void addShock(){ System.out.print("震动"); } /** * 添加闪光功能 */ public void addFlash(){ System.out.print("闪光"); } /** * 该装饰者类中特有的功能 */ public void special(){ System.out.println("这是ComplexDecorator特有的功能"); } }- 1
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Step5：编写测试类
package com.hhxy.test; import com.hhxy.decorator.untransparent.ComplexDecorator; import com.hhxy.phone.Phone; import com.hhxy.phone.ext.ComplexPhone; /** * @author ghp * @date 2022/11/14 * @title 测试类2 * @description 用于测试半透明装饰器模式 */ public class Test2 { public static void main(String[] args) { Phone phone = new ComplexPhone(); ComplexDecorator complexDecorator = new ComplexDecorator(phone); complexDecorator.decorate(); complexDecorator.special(); } }- 1
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测试结果：
🌲总结
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透明装饰器模式和半透明装饰器模式的比较：
- 透明装饰器模式实现更加复杂。他需要将一个类的职责细分成多个类似的装饰类，每个装饰类的装饰顺序是有要求的，同时也要把握细分的度，防止产生大量装饰类，增大系统的复杂度；而半透明装饰类是可以直接将一个类装饰完成，不需要层层装饰
- 透明装饰器模式更加灵活。透明装饰器模式可以通过层层装饰形成具有不同功能的对象，可变性更多；而半透明装饰器模式无法进行层层装饰，只能一步装饰到位
- 透明装饰器模式更加安全。透明装饰模式使用多态的写法，符合依据依赖倒置原则，实现了抽象和实现的分离，很大程度屏蔽了外界对于具体实现的了解，让用户能够更加安全地调用装饰类的方法，但是无法调用装饰类的特有方法；而半透明装饰器模式是直接在客户端（也就是Test类中）使用实现对象，而不是抽象对象，让装饰器对象能够调用装饰类的特有方法
总的而言，装饰器模式核心实现是利用委托机制，相较于传统的继承机制，能够更加灵活地去扩展功能。其中半透明装饰器模式是最常见的装饰器模式，它是介于适配器模式和装饰器模式之间的，而透明装饰器模式是一种理想的装饰器模式，它的设计难度更大。
自此，文章就结束了，如果觉得本文对你有一丢丢帮助的话😄，欢迎点赞👍+评论✍，您的支持将是我写出更加优秀文章的动力O(∩_∩)O
上一篇：每日一个设计模式之【组合模式】
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参考文章：
- 装饰器模式 | 菜鸟教程 (runoob.com)
- 装饰器模式的使用总结
- 廖雪峰的个人博客-装饰器模式
- 装饰者模式（Decorator Pattern） - 知乎 (zhihu.com)
- 设计模式详解——装饰者模式
在次致谢
动态：这里的动态是指在代码运行时，对象就多了一个新功能，而在编译阶段对象是不具有该功能，可以类比动态语言的定义 ↩︎
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- 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_66345100/article/details/127850614
