装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许你动态地将行为添加到对象中,而无需通过子类进行静态扩展。装饰器模式通过创建一个包装类,也就是装饰器,来包裹原始的类,并且可以在包裹过程中添加一些额外的功能。
核心概念
装饰器模式的核心思想是通过组合而非继承来扩展对象的功能。它允许你在不改变原始类(被装饰者)结构的情况下,动态地添加功能。
结构
-
Component(抽象构件):
- 定义一个对象接口,可以给这些对象动态地添加职责。
-
ConcreteComponent(具体构件):
- 实现Component接口的具体对象,是被装饰的对象。
-
Decorator(装饰器抽象类):
- 持有一个Component对象的引用,并定义一个与Component接口一致的接口。
- 可以通过构造方法传入Component对象,动态地给Component对象添加职责。
-
ConcreteDecorator(具体装饰器):
- 实现Decorator抽象类,负责向对象添加新的职责。
- 可以在调用父类方法前后执行一些额外的动作,以达到特定的目的。
示例
考虑一个咖啡店的订单系统,客户可以选择不同种类的咖啡(例如:浓缩咖啡、深度烘焙咖啡),并且可以选择添加不同的配料(例如:牛奶、摩卡)来装饰咖啡。
1. 定义抽象组件
java
// Component: 咖啡接口
public interface Coffee {
double getCost(); // 获取咖啡价格
String getDescription(); // 获取咖啡描述
}
- 定义具体组件
java
// ConcreteComponent: 浓缩咖啡
public class Espresso implements Coffee {
@Override
public double getCost() {
return 1.99;
}
@Override
public String getDescription() {
return "Espresso";
}
}
// ConcreteComponent: 深度烘焙咖啡
public class DarkRoast implements Coffee {
@Override
public double getCost() {
return 2.49;
}
@Override
public String getDescription() {
return "Dark Roast Coffee";
}
}
- 定义装饰器抽象类
java
// Decorator: 咖啡装饰器抽象类
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
protected Coffee decoratedCoffee;
public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
this.decoratedCoffee = coffee;
}
@Override
public double getCost() {
return decoratedCoffee.getCost();
}
@Override
public String getDescription() {
return decoratedCoffee.getDescription();
}
}
- 定义具体装饰器类
java
// ConcreteDecorator: 牛奶装饰器
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
public MilkDecorator(Coffee coffee) {
super(coffee);
}
@Override
public double getCost() {
return super.getCost() + 0.5; // 添加牛奶的价格
}
@Override
public String getDescription() {
return super.getDescription() + ", Milk"; // 添加牛奶的描述
}
}
// ConcreteDecorator: 摩卡装饰器
public class MochaDecorator extends CoffeeDecorator {
public MochaDecorator(Coffee coffee) {
super(coffee);
}
@Override
public double getCost() {
return super.getCost() + 0.7; // 添加摩卡的价格
}
@Override
public String getDescription() {
return super.getDescription() + ", Mocha"; // 添加摩卡的描述
}
}
- 客户端使用装饰器模式
java
public class DecoratorPatternExample {
public static void main(String[] args) {
// 点一杯浓缩咖啡
Coffee espresso = new Espresso();
System.out.println("Cost: $" + espresso.getCost() + ", Description: " + espresso.getDescription());
// 加牛奶
Coffee milkEspresso = new MilkDecorator(espresso);
System.out.println("Cost: $" + milkEspresso.getCost() + ", Description: " + milkEspresso.getDescription());
// 加摩卡
Coffee mochaDarkRoast = new MochaDecorator(new DarkRoast());
System.out.println("Cost: $" + mochaDarkRoast.getCost() + ", Description: " + mochaDarkRoast.getDescription());
// 组合装饰:浓缩咖啡 + 牛奶 + 摩卡
Coffee espressoWithMilkAndMocha = new MochaDecorator(new MilkDecorator(new Espresso()));
System.out.println("Cost: $" + espressoWithMilkAndMocha.getCost() + ", Description: " + espressoWithMilkAndMocha.getDescription());
}
}
6. 解释
- 抽象组件 (
Coffee
接口):定义了咖啡的基本行为。 - 具体组件 (
Espresso
,DarkRoast
类):具体的咖啡类型,实现了Coffee
接口。 - 装饰器抽象类 (
CoffeeDecorator
类):实现了Coffee
接口,并持有一个Coffee
对象的引用。 - 具体装饰器类 (
MilkDecorator
,MochaDecorator
类):扩展了CoffeeDecorator
类,添加了额外的行为。 - 客户端 (
DecoratorPatternExample
类):演示了如何动态地使用装饰器模式来装饰不同种类的咖啡,并组合不同的装饰器。
总结
装饰器模式允许动态地将责任附加到对象上,通过对象的组合,可以在运行时扩展功能。它避免了静态地使用子类来扩展功能的缺点,使得系统更加灵活和可扩展。在实际开发中,装饰器模式常用于需要动态地增加或修改对象功能的场景,例如界面组件的装饰、I/O流的过滤等。