Java设计模式 十 装饰模式 (Decorator Pattern)
装饰模式 (Decorator Pattern)
装饰模式是一种结构型设计模式，它的作用是动态地为对象添加额外的职责，而不修改其代码结构。装饰模式通过创建装饰类，将核心功能与附加功能分离，使得代码更灵活，更具扩展性。
1. 装饰模式的组成
装饰模式包含以下角色：
- Component（抽象组件）： 定义对象的通用接口，可以动态地为该接口添加职责。
- ConcreteComponent（具体组件）： 组件的具体实现，是最基础的对象。
- Decorator（装饰器）： 持有一个
Component的引用，并定义一个与Component一致的接口。 - ConcreteDecorator（具体装饰器）： 实现具体的装饰功能，同时调用组件的核心功能。
2. 装饰模式的优点
- 功能扩展灵活： 可以动态地为对象添加功能，而不需要修改原有类。
- 遵循开闭原则： 增加功能时，无需修改已有代码，只需增加新的装饰器类。
- 细粒度控制： 每个装饰器只负责一个特定的功能，职责单一。
3. 装饰模式的缺点
- 增加复杂性： 每个装饰器都是一个新的类，可能导致类数量增加。
- 调试困难： 如果多个装饰器嵌套使用，可能会导致调试和排错复杂化。
4. 装饰模式的实现
场景示例：给文本添加装饰功能
需求： 假设我们有一个文本处理组件，支持基本的文本输出功能。现在需要为它动态添加功能，比如加粗、斜体、添加颜色等。
1) 定义抽象组件
抽象组件定义通用接口，表示所有文本处理组件的公共行为。
// 抽象组件
public interface Text {
String render(); // 渲染文本
}
2) 实现具体组件
具体组件实现基本的文本渲染功能。
// 具体组件
public class PlainText implements Text {
private String content;
public PlainText(String content) {
this.content = content;
}
@Override
public String render() {
return content;
}
}
3) 定义装饰器
装饰器类持有一个 Text 的引用，负责为组件动态添加功能。
// 抽象装饰器
public abstract class TextDecorator implements Text {
protected Text text;
public TextDecorator(Text text) {
this.text = text;
}
@Override
public String render() {
return text.render();
}
}
4) 实现具体装饰器
具体装饰器负责添加不同的功能，例如加粗和斜体。
// 加粗装饰器
public class BoldText extends TextDecorator {
public BoldText(Text text) {
super(text);
}
@Override
public String render() {
return "<b>" + super.render() + "</b>";
}
}
// 斜体装饰器
public class ItalicText extends TextDecorator {
public ItalicText(Text text) {
super(text);
}
@Override
public String render() {
return "<i>" + super.render() + "</i>";
}
}
// 颜色装饰器
public class ColoredText extends TextDecorator {
private String color;
public ColoredText(Text text, String color) {
super(text);
this.color = color;
}
@Override
public String render() {
return "<span style='color:" + color + "'>" + super.render() + "</span>";
}
}
5) 客户端代码
客户端可以自由组合不同的装饰器来扩展功能。
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 基础文本
Text text = new PlainText("Hello, World!");
// 添加加粗功能
Text boldText = new BoldText(text);
// 添加斜体功能
Text italicText = new ItalicText(boldText);
// 添加颜色功能
Text coloredText = new ColoredText(italicText, "red");
// 渲染最终文本
System.out.println(coloredText.render());
}
}
运行结果：
<span style='color:red'><i><b>Hello, World!</b></i></span>
最终输出的文本是带有颜色、加粗和斜体的 HTML 格式。
5. 装饰模式的应用场景
-
动态扩展功能：
需要为对象动态添加功能，并且可能在运行时组合多种功能。 -
代替继承：
使用装饰模式可以避免通过继承实现功能扩展，减少类的数量。 -
需要根据不同需求组合功能：
比如 GUI 系统中的组件，可能需要动态添加滚动条、边框、阴影等功能。
6. Java 中的典型应用
-
java.io包中的装饰器模式InputStream和OutputStream类的子类：BufferedInputStreamDataInputStreamFilterInputStream
- 通过装饰器动态扩展流的功能：
InputStream input = new FileInputStream("file.txt"); InputStream bufferedInput = new BufferedInputStream(input);
-
Java Swing
- Java Swing 的组件可以动态添加边框等效果：
JTextField textField = new JTextField(); textField.setBorder(BorderFactory.createLineBorder(Color.BLACK));
- Java Swing 的组件可以动态添加边框等效果：
7. 装饰模式与其他模式的比较
| 模式 | 主要用途 | 与装饰模式的区别 |
|---|---|---|
| 代理模式 | 控制对象的访问 | 代理模式不改变对象的功能，装饰模式增加新功能。 |
| 适配器模式 | 接口不兼容的对象协同工作 | 适配器模式主要解决接口问题，装饰模式动态增强功能。 |
| 桥接模式 | 分离抽象和实现 | 桥接模式关注结构设计，装饰模式关注动态增强功能。 |
8. 总结
装饰模式是一种灵活、优雅的设计模式，它通过组合的方式动态为对象添加功能，而不修改原有代码。装饰模式遵循开闭原则，是功能扩展需求中的理想选择。
在实际开发中，装饰模式广泛应用于流处理、GUI 系统以及其他需要动态功能扩展的场景。它是一种高效且值得掌握的设计模式。
原文地址：https://blog.csdn.net/WithCYwind/article/details/145285586
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