【设计模式-结构型】装饰器模式

一、什么是装饰器模式

装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它的核心思想是在不改变原有对象结构的情况下,动态地给对象增加一些功能,从而达到扩展功能的目的。举个例子,今天在家妈妈给蒸馒头。馒头蒸的过程中,妈妈去收拾衣服了。突然想起来,馒头好了,就跟你说:"帮我把馒头拿出来。"这个时候馒头特别烫,如果不烫其实用我们的手是可以拿出来的,但是这个时候光用手拿不行。所以我们想了个办法,找了一个手套,从而把馒头拿了出来。这个过程就类似于装饰器模式,手套相当于装饰器,给手(原有对象)增加了隔热的功能,使得手能够处理原本无法直接处理的烫馒头。

二、为什么使用装饰器模式

基于上面的馒头场景,我们讨论一下为什么使用装饰器模式(为什么要戴手套):

  1. 动态扩展(撤销)功能 :当需要在运行时为对象动态添加功能时,装饰器模式是一个很好的选择。例如,比如应对热馒头去拿的时候要隔热功能,不想隔热还可以直接上手。但是装饰的多了,手不热吗?手不累吗?所示要适当添加。别为了拿馒头装了一堆东西反而得不偿失。

  2. 避免子类爆炸 :如果通过继承来扩展功能,可能会导致子类数量急剧增加,使得系统变得复杂且难以维护。装饰器模式可以避免这种情况,通过组合的方式动态添加功能(继承关系的替代)。

  3. 保持原有接口不变 :装饰器模式可以在不改变原有对象接口的情况下,增加新的功能,这使得客户端代码可以透明地使用被装饰的对象,而不需要修改客户端代码。(拿馒头的手,拿的功能不变)

三、装饰器模式示例

  1. Component(抽象组件):定义了被装饰对象的接口,所有具体的组件和装饰器都实现这个接口。

    java 复制代码
    //我就是一个手,人们定义我叫手,收能拿东西
    public interface Hand {
        void pickUp(Object object) throws Exception;
    }
  2. ConcreteComponent(具体组件):实现了Component接口的具体组件,是被装饰的对象。

    java 复制代码
    //我是一个赤裸裸真是长在身上的手,人们说手可以拿东西,我也可以
    public class BareHand implements Hand {
        @Override
        public void pickUp(Object object) throws Exception {
            if (object instanceof HotBun) {
                throw new Exception("我擦,太热了!");
            }
            System.out.println("Picked up " + object.getClass().getSimpleName() + " with bare hands.");
        }
    }
  3. Decorator(装饰器抽象类):也实现了Component接口,持有一个Component对象的引用,通过组合的方式动态地为Component对象添加新的功能。

    java 复制代码
    //其实手上没准可以加点东西 
    public abstract class HandDecorator implements Hand {
        protected Hand hand;
    
        public HandDecorator(Hand hand) {
            this.hand = hand;
        }
    
        @Override
        public void pickUp(Object object) throws Exception {
            hand.pickUp(object);
        }
    }
  4. ConcreteDecorator(具体装饰器):实现了Decorator的具体装饰器,负责给Component对象添加具体的装饰功能。

    java 复制代码
    //我是手套
    public class GloveDecorator extends HandDecorator {
        public GloveDecorator(Hand hand) {
            super(hand);
        }
    
        @Override
        public void pickUp(Object object) throws Exception {
            System.out.println("戴上手套去拿 " + object.getClass().getSimpleName());
            hand.pickUp(object);
        }
    }
  5. 客户端

    java 复制代码
    //我是一个热馒头
    public class HotBun {
        // 烫馒头的具体实现
    }
    java 复制代码
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            Hand bareHand = new BareHand();
            try {
                bareHand.pickUp(new HotBun());
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e.getMessage());
            }
    
            // 使用手套装饰手
            Hand glovedHand = new GloveDecorator(bareHand);
            try {
                glovedHand.pickUp(new HotBun());
            } catch (Exception e) {
                System.out.println(e.getMessage());
            }
        }
    }
    
    //输出
    我擦,太热了!
    戴上手套去拿热馒头
    我擦,太热了!
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