需加装饰——装饰模式

装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

类图分析

我们先假设一个业务场景,有三种房子需要装修,分别是公寓,木屋和别墅,装修的方式有刷墙和摆满鲜花。那么应用装饰模式以后的类图结构如下所示:

这个结构似乎与组合模式非常像,然而内部却大有不同。截止到Decorate部分,左上部分完全与组合模式相同,Decorate类是装饰类的核心类。

代码展示

package pattern.decorate;

/**
 * 装饰类基类,注意要继承构建类基类,同时关联一个基类对象
 * 
 * @author Evsward
 *
 */
public class Decorate extends House {
    protected House house;

    public Decorate() {
        // 给出一个默认值,防止house空值异常。
        this.house = new Cabin();
    }

    public Decorate(House house) {
        this.house = house;
    }

    @Override
    public void show() {
        house.show();
    }

}

这里面关键点为:

  • Decorate类也继承了House抽象基类。
  • 同时它还包含一个House对象的成员属性。
  • 该属性在构造器中被初始化。
  • 其复写的抽象方法并未实现任何具体内容,而是直接调用House对象的show方法。

然后请看Decorate的子类的实现方式,他们是如何具体的扩展构建类的。

package pattern.decorate;

public class GreenWallHouse extends Decorate {

    public GreenWallHouse(House h) {
        super(h);
    }

    private void painGreenOnWall() {
        logger.info("The wall is green now.");
    }

    @Override
    public void show() {
        super.show();
        painGreenOnWall();
    }

}

FlowerHouse也是同理。它们的关键点是:

  • 必须创建构造函数,将House对象传入。
  • 在实现抽象方法时,直接调用House对象的show方法,同时加入自己的“装饰”内容。

角色分析

装饰模式中重要的角色主要有两个,正是上面代码展示部分的那两个,他们可以总结为:

  1. Decorate类,它继承自构建基类,并不作任何具体动作,却是架构中重要的一环。
  2. ConcreteDecorate类,继承自Decorate类,作具体的扩展功能。

优势

装饰模式的架构平淡无奇,但是却可以不断套用,我们来看客户端的调用:

package pattern.decorate;

import org.apache.logging.log4j.LogManager;
import org.apache.logging.log4j.Logger;
import org.junit.Test;

public class Client {
    public final static Logger logger = LogManager.getLogger();

    @Test
    public void testDecorate() {
        House a = new Apartment();
        a.show();
        logger.info("---------------");
        House aPlus = new GreenWallHouse(a);
        aPlus.show();
        logger.info("---------------");
        /**
         * 因为他们都继承了House,是同一个基类,所以可以无限套用装饰类去循环。
         */
        House aPPlus = new GreenWallHouse(new FlowerHouse(a));
        aPPlus.show();
    }
}

输出:

14:38:45[show]: This is my apartment, which is on the high floor.
14:38:45[testDecorate]: ---------------
14:38:45[show]: This is my apartment, which is on the high floor.
14:38:45[painGreenOnWall]: The wall is green now.
14:38:45[testDecorate]: ---------------
14:38:45[show]: This is my apartment, which is on the high floor.
14:38:45[decorateFlowerAround]: The room is full of flowers now.
14:38:45[painGreenOnWall]: The wall is green now.

由于装饰模式中所有新增的类都是构建类的子类,并且他们每个类都声明了以构建类对象为参数的构造函数,因此,具体装饰类可以直接套用拓展,正如以上代码所示。

装饰模式,符合了面向对象设计原则“对修改关闭,对拓展开放”的原则。在原有代码完全不改动的情况下,可以有效拓展系统功能。并且通过不断的套用构造函数的方式,使得原始构建类得到了多层的功能拓展,这有效地代替了多继承。在JavaIO中,装饰模式得到了广泛使用。

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