設計模式之裝飾器模式(動態附加額外的功能)

裝飾器模式

裝飾器模式（Decorator Pattern）允許向一個現有的對象添加新的功能，同時又不改變其結構。這種類型的設計模式屬於結構型模式，它是作爲現有的類的一個包裝。

這種模式創建了一個裝飾類，用來包裝原有的類，並在保持類方法簽名完整性的前提下，提供了額外的功能。

我們通過下面的實例來演示裝飾器模式的用法。其中，我們將把一個形狀裝飾上不同的顏色，同時又不改變形狀類。

介紹

意圖：動態地給一個對象添加一些額外的職責。就增加功能來說，裝飾器模式相比生成子類更爲靈活。

主要解決：一般的，我們爲了擴展一個類經常使用繼承方式實現，由於繼承爲類引入靜態特徵，並且隨着擴展功能的增多，子類會很膨脹。

何時使用：在不想增加很多子類的情況下擴展類。

如何解決：將具體功能職責劃分，同時繼承裝飾者模式。

關鍵代碼： 1、Component 類充當抽象角色，不應該具體實現。 2、修飾類引用和繼承 Component 類，具體擴展類重寫父類方法。

應用實例： 1、孫悟空有 72 變，當他變成"廟宇"後，他的根本還是一隻猴子，但是他又有了廟宇的功能。 2、不論一幅畫有沒有畫框都可以掛在牆上，但是通常都是有畫框的，並且實際上是畫框被掛在牆上。在掛在牆上之前，畫可以被蒙上玻璃，裝到框子裏；這時畫、玻璃和畫框形成了一個物體。

優點：裝飾類和被裝飾類可以獨立發展，不會相互耦合，裝飾模式是繼承的一個替代模式，裝飾模式可以動態擴展一個實現類的功能。

缺點：多層裝飾比較複雜。

使用場景： 1、擴展一個類的功能。 2、動態增加功能，動態撤銷。

注意事項：可代替繼承。

實現

我們將創建一個 Shape 接口和實現了 Shape 接口的實體類。然後我們創建一個實現了 Shape 接口的抽象裝飾類 ShapeDecorator，並把 Shape 對象作爲它的實例變量。

RedShapeDecorator 是實現了 ShapeDecorator 的實體類。

DecoratorPatternDemo，我們的演示類使用 RedShapeDecorator 來裝飾 Shape 對象。

步驟 1

創建一個接口：

Shape.java

public interface Shape {
   void draw();
}

步驟 2

創建實現接口的實體類。

Rectangle.java

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Rectangle");
   }
}

Circle.java

public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Circle");
   }
}

步驟 3

創建實現了 Shape 接口的抽象裝飾類。

ShapeDecorator.java

public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
   protected Shape decoratedShape;
 
   public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
      this.decoratedShape = decoratedShape;
   }
 
   public void draw(){
      decoratedShape.draw();
   }  
}

步驟 4

創建擴展了 ShapeDecorator 類的實體裝飾類

RedShapeDecorator.java

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
 
   public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
      super(decoratedShape);     
   }
 
   @Override
   public void draw() {
      decoratedShape.draw();         
      setRedBorder(decoratedShape);
   }
 
   private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
      System.out.println("Border Color: Red");
   }
}

步驟 5

使用 RedShapeDecorator 來裝飾 Shape 對象。

DecoratorPatternDemo.java

public class DecoratorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Shape circle = new Circle();
      ShapeDecorator redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
      ShapeDecorator redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      //Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
      //Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      System.out.println("Circle with normal border");
      circle.draw();
 
      System.out.println("\nCircle of red border");
      redCircle.draw();
 
      System.out.println("\nRectangle of red border");
      redRectangle.draw();
   }
}

步驟 6

執行程序，輸出結果：

Circle with normal border
Shape: Circle

Circle of red border
Shape: Circle
Border Color: Red

Rectangle of red border
Shape: Rectangle
Border Color: Red