Skip to content

Latest commit

 

History

History

decorator

Folders and files

NameName
Last commit message
Last commit date

parent directory

..
 
 
 
 

装饰 Decorator

✨模式类型✨✨ ✨✨难度✨ ✨ ✨✨实用性✨✨ ✨✨重要程度✨✨ ✨✨经典性✨✨ ✨✨历史性✨
结构型模式 ★★★ ⬇️ ★★★★ ⬆️ ★★★★★ ⬆️ 💚 ⬆️ 💚 ⬆️

概念

装饰模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象增加一些额外的职责(Responsibility),就增加对象功能来说,装饰模式比生成子类实现更为灵活。其别名也可以称为包装器(Wrapper),与适配器模式的别名相同,但它们适用于不同的场合。根据翻译的不同,装饰模式也有人称之为“油漆工模式”,它是一种对象结构型模式。简单来说:装饰模式允许通过将对象包装在装饰器类的对象中来动态更改对象在运行时的行为

用途

动态的给一个对象附加额外的功能,这也是子类的一种替代方式。装饰器为子类化提供了灵活的替代扩展功能。可以看到,在创建一个类型的时候,同时也传入同一类型的对象。这在JDK里随处可见,你会发现它无处不在。

  • 与继承关系相比,关联关系的主要优势在于不会破坏类的封装性,而且继承是一种耦合度较大的静态关系,无法在程序运行时动态扩展。在软件开发阶段,关联关系虽然不会比继承关系减少编码量,但是到了软件维护阶段,由于关联关系使系统具有较好的松耦合性,因此使得系统更加容易维护。当然,关联关系的缺点是比继承关系要创建更多的对象。
  • 使用装饰模式来实现扩展比继承更加灵活,它以对客户透明的方式动态地给一个对象附加更多的责任。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下,将对象的功能加以扩展

模式架构

一般有两种方式可以实现给一个类或对象增加行为:

  • 继承机制,使用继承机制是给现有类添加功能的一种有效途径,通过继承一个现有类可以使得子类在拥有自身方法的同时还拥有父类的方法。但是这种方法是静态的,用户不能控制增加行为的方式和时机
  • 关联机制,即将一个类的对象嵌入另一个对象中,由另一个对象来决定是否调用嵌入对象的行为以便扩展自己的行为,我们称这个嵌入的对象为装饰器(Decorator)

装饰模式以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任,换言之,客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下,将对象的功能加以扩展。这就是装饰模式的模式动机。

参与角色对象

装饰模式包含如下角色:

  • Component 抽象组件: 可以是抽象类或者接口,定义业务的实现方法
  • ConcreteComponent 具体组件: 继承抽象组件或实现Component接口,完成抽象组件的具体业务实现
  • Decorator 抽象装饰类: 定义抽象的装饰类或者接口,提供继承或引用;Decorator和抽象组件Component可以是相同的抽象类和接口
  • ConcreteDecorator 具体装饰类: 实现抽象装饰类或接口,并调用抽象组件Component完成业务实现

UML关系图

1540800427484

优点与缺点

  • 优点
    • 装饰模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是装饰模式可以提供比继承更多的灵活性
    • 可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能,通过配置文件可以在运行时选择不同的装饰器,从而实现不同的行为。
    • 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合,可以创造出很多不同行为的组合。可以使用多个具体装饰类来装饰同一对象,得到功能更为强大的对象。
    • 具体构件类与具体装饰类可以独立变化,用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类,在使用时再对其进行组合,原有代码无须改变,符合“开闭原则
  • 缺点
    • 使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象,这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同,而不是它们的类或者属性值有所不同,同时还将产生很多具体装饰类。这些装饰类和小对象的产生将增加系统的复杂度,加大学习与理解的难度
    • 这种比继承更加灵活机动的特性,也同时意味着装饰模式比继承更加易于出错排错也很困难,对于多次装饰的对象,调试时寻找错误可能需要逐级排查,较为烦琐

代码实现

装饰模式的实现要点如下:

  • 定义 Component 抽象接口组件,定义需要实现的抽象业务的方法
  • 提供 Component 抽象接口组件的实现类,即 ConcreteComponent 具体组件完成抽象的接口方法实现
  • 定义Decorator 抽象装饰类,接收Component 抽象接口组件的构造方法,利用ConcreteComponent 具体组件完成装饰类的业务方法进行装饰
  • 提供ConcreteDecorator 具体装饰类,实现或继承Decorator,完成方法的实现

示例参考

应用场景

装饰器模式适用于:

  • 不影响其他对象的情况下,动态且透明地向各个对象添加职责
  • 需要动态地给一个对象增加功能,这些功能也可以动态地被撤销
  • 通过子类扩展是不切实际的。有时可能会有大量独立扩展,并会产生大量子类以支持每种组合。或者类定义可能隐藏或不可用于子类化
  • 不能采用继承的方式对系统进行扩充或者采用继承不利于系统扩展和维护时。不能采用继承的情况主要有两类:第一类是系统中存在大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸性增长;第二类是因为类定义不能继承(如final类).

应用实例参考

JavaSDK

  • java.io.BufferedInputStream(InputStream)
  • java.io.DataInputStream(InputStream)
  • java.io.BufferedOutputStream(OutputStream)
  • java.util.zip.ZipOutputStream(OutputStream)
  • java.util.Collections#checkedList|Map|Set|SortedSet|SortedMap

GoSDK

PythonSDK

JavaScript Libs

总结

  • 动态的给一个对象附加额外的功能,这也是子类的一种替代方式。装饰器为子类化提供了灵活的替代扩展功能。可以看到,在创建一个类型的时候,同时也传入同一类型的对象。
  • 一般有两种方式可以实现给一个类或对象增加行为:继承机制,使用继承机制是给现有类添加功能的一种有效途径,通过继承一个现有类可以使得子类在拥有自身方法的同时还拥有父类的方法。但是这种方法是静态的,用户不能控制增加行为的方式和时机;关联机制,即将一个类的对象嵌入另一个对象中,由另一个对象来决定是否调用嵌入对象的行为以便扩展自己的行为,我们称这个嵌入的对象为装饰器(Decorator)。
  • 装饰模式以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任,换言之,客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下,将对象的功能加以扩展。这就是装饰模式的模式动机。
  • 装饰模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能,但是装饰模式可以提供比继承更多的灵活性;通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合,可以创造出很多不同行为的组合。可以使用多个具体装饰类来装饰同一对象,得到功能更为强大的对象。
  • 在不影响其他对象的情况下,动态且透明地向各个对象添加职责;这些职责也可以动态地被撤销;当不能采用继承的方式对系统进行扩充或者采用继承不利于系统扩展和维护时。