技能成神之路：筹划模式（二十）装饰模式

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先容

   装饰模式（Decorator Pattern）是一种结构型筹划模式，它允许在不改变对象自身的环境下，动态地为对象添加额外的职责。这个模式通常用于加强或改变对象的功能。
  1.界说

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装饰模式通过创建一个装饰类，将功能动态地添加到被装饰类的实例中。装饰类与被装饰类实现类似的接口或继承类似的父类，如许装饰对象就可以代替被装饰对象。
2. 重要作用

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• 动态地给一个对象添加额外的职责，而不改变其原来的结构。
  
• 提供了比继承更机动的替换方案，通过组合而不是继承来扩展对象的功能。
  

3. 办理的标题

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• 必要在运行时为对象动态添加功能，而不修改对象本身。
  
• 必要制止因类数量过多而导致的复杂性。
  
• 必要在不影响其他对象的环境下扩展功能。
  

4. 模式原理

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包罗脚色：

• 组件接口（Component）： 界说了一个接口，用于全部具体组件和装饰器。
  
• 具体组件（ConcreteComponent）： 实现了组件接口的具体类。
  
• 装饰器（Decorator）： 实现了组件接口并持有一个组件的引用，用于在其方法中调用被装饰对象的方法。
  
• 具体装饰器（ConcreteDecorator）： 继承自装饰器类，添加额外的功能。
  

UML类图：

代码示例：

1. // Component接口
2. public interface Coffee {
3.     double cost();
4.     String description();
5. }
7. // ConcreteComponent具体组件
8. public class SimpleCoffee implements Coffee {
9.     @Override
10.     public double cost() {
11.         return 5;
12.     }
14.     @Override
15.     public String description() {
16.         return "Simple Coffee";
17.     }
18. }
20. // Decorator装饰器
21. public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
22.     protected Coffee decoratedCoffee;
24.     public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
25.         this.decoratedCoffee = coffee;
26.     }
28.     @Override
29.     public double cost() {
30.         return decoratedCoffee.cost();
31.     }
33.     @Override
34.     public String description() {
35.         return decoratedCoffee.description();
36.     }
37. }
39. // ConcreteDecorator具体装饰器
40. public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
41.     public MilkDecorator(Coffee coffee) {
42.         super(coffee);
43.     }
45.     @Override
46.     public double cost() {
47.         return super.cost() + 1.5;
48.     }
50.     @Override
51.     public String description() {
52.         return super.description() + ", Milk";
53.     }
54. }
56. public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
57.     public SugarDecorator(Coffee coffee) {
58.         super(coffee);
59.     }
61.     @Override
62.     public double cost() {
63.         return super.cost() + 0.5;
64.     }
66.     @Override
67.     public String description() {
68.         return super.description() + ", Sugar";
69.     }
70. }

复制代码

调用

1. public class DecoratorPatternExample {
2.     public static void main(String[] args) {
3.         Coffee simpleCoffee = new SimpleCoffee();
4.         System.out.println(simpleCoffee.description() + " $" + simpleCoffee.cost());
6.         Coffee milkCoffee = new MilkDecorator(simpleCoffee);
7.         System.out.println(milkCoffee.description() + " $" + milkCoffee.cost());
9.         Coffee milkSugarCoffee = new SugarDecorator(milkCoffee);
10.         System.out.println(milkSugarCoffee.description() + " $" + milkSugarCoffee.cost());
11.     }
12. }

复制代码

打印输出

1. Simple Coffee \$5.0
2. Simple Coffee, Milk \$6.5
3. Simple Coffee, Milk, Sugar \$7.0

复制代码

上面示例，通过利用装饰者模式，步伐可以大概机动地添加新功能而不必要修改原有的 Coffee 实现。
装饰模式看似很简朴，实在一点也不复杂😁，我信赖看完一遍示例，再转头看下界说就会全懂了。
那么看似一个简朴的筹划模式，在我们开发中有哪些应用场景呢？下面举几个经典示例来加深下印象：
1.Java的输入/输出（I/O）库中利用了装饰者模式来加强流的功能。
比方，BufferedInputStream 和 DataInputStream 是装饰者，它们分别装饰 InputStream 类。通过这些装饰者，可以为根本流添加缓冲、数据格式等额外的功能。
emm… 上一篇文章，桥接模式也是举的这个例子，看来Java SDK利用的筹划模式不少啊。

1. InputStream fileStream = new FileInputStream("file.txt");
2. BufferedInputStream bufferedStream = new BufferedInputStream(fileStream);
3. DataInputStream dataStream = new DataInputStream(bufferedStream);

复制代码

2.Android View 组件
安卓开发的同砚肯定都自界说过View吧，比方，创建一个自界说的TextView，通过扩展原始的TextView并添加一些额外的样式或功能。

1. public class CustomTextView extends TextView {
2.     public CustomTextView(Context context) {
3.         super(context);
4.     }
6.     @Override
7.     protected void onDraw(Canvas canvas) {
8.         super.onDraw(canvas);
9.         // 添加自定义绘制逻辑
10.     }
11. }

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尚有在 利用 Retrofit 网络哀求时，可以自界说的拦截器，Spring 框架的 AOP通过署理（proxy）对象，可以在不改变原始对象的环境下，动态地添加横切关注点（如日志记载、变乱管理等）等等… 这些都是装饰模式的经典案例。大概我们平常没留意，不知道它们用的是装饰模式，只要记着只要是 在运行时动态地添加举动和功能就可以以为是装饰者模式即可。
5. 优缺点

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优点：

• 机动性：可以动态地添加或修改对象的功能，而无需修改原始类。
  
• 扩展性：可以通过添加新的装饰器类来扩展功能，不必要改变现有代码。
  
• 符合开闭原则：原有类不必要改变，新增功能通过装饰器实现。
  

缺点：

• 复杂性：利用装饰模式会增长体系的复杂性，特别是在多个装饰器层叠利用时。
  
• 调试困难：由于装饰者的层级结构，调试时大概不容易追踪到具体的功能实现。
  

6. 应用场景

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• 在图形界面中，可以为组件如按钮、文本框等添加滚动条、边框等装饰。
  
• 在Java的IO体系中，装饰模式被广泛应用于各种输入流和输出流的实现中，如BufferedInputStream装饰FileInputStream。
  
• 必要在不改变原有类的环境下，动态地为对象添加功能。
  

7. 总结

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装饰模式是一种强大的筹划模式，通过组合对象和装饰器的方式实现功能的动态扩展。它在实际开发中非常有用，可以大概有用地进步代码的机动性和可维护性。固然引入了额外的复杂性，但在许多环境下，这种复杂性是值得的，由于它使得体系可以更容易地顺应变革和需求。