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設計模式:裝飾模式(Decorator)

 動態地給一個物件新增一些額外的職責。就增加功能來說,裝飾模式想必生成子類更為靈活。
 裝飾模式又名包裝(Wrapper)模式。裝飾模式以對客戶端透明的方式擴充套件物件的功能,是繼承關係的一個替代方案。
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裝飾模式中的角色有:
1. 抽象構件角色(Component):給出一個抽象介面,以規範準備接受附加責任的物件。
2. 具體構件角色(ConcreteComponent):定義一個將要接收附加責任的類。
3. 裝飾角色(Decorator):持有一個構件(Component)物件的例項,並定義一個與抽象構件介面一致的介面。
4. 具體裝飾角色(ConcreteDecorator)

:負責給構件物件“貼上”附加的責任。

舉個簡單例子(類比《Head Fisrt》中的星巴克:吃雜糧煎餅,加個雞蛋,加根火腿,加份辣條)
1 抽象構件角色

public abstract class Pancake
{
    protected String name;
    public String getName()
    {
        return this.name;
    }
    public abstract BigDecimal getPrice();
}

2 具體構件角色

public class CoarsePancake extends Pancake
{
public CoarsePancake(){ this.name = "雜糧煎餅"; } @Override public BigDecimal getPrice() { return new BigDecimal(5); } }

3 裝飾角色

public abstract class Condiment extends Pancake
{
    public abstract String getName();

    public void sold()
    {
        System.out.println(getName()+":"
+getPrice()); } }

4 具體裝飾角色

public class Egg extends Condiment
{
    private Pancake pancake;
    public Egg(Pancake pancake)
    {
        this.pancake = pancake;
    }

    @Override
    public String getName()
    {
        return pancake.getName()+",加雞蛋";
    }

    @Override
    public BigDecimal getPrice()
    {
        return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(1.5));
    }
}

public class Ham extends Condiment
{
    private Pancake pancake;
    public Ham(Pancake pancake)
    {
        this.pancake = pancake;
    }
    @Override
    public String getName()
    {
        return this.pancake.getName()+",加火腿";
    }

    @Override
    public BigDecimal getPrice()
    {
        return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(2));
    }
}

public class Lettuce extends Condiment
{
    private Pancake pancake;
    public Lettuce(Pancake pancake)
    {
        this.pancake = pancake;
    }
    @Override
    public String getName()
    {
        return this.pancake.getName()+",加生菜";
    }

    @Override
    public BigDecimal getPrice()
    {
        return pancake.getPrice().add(new BigDecimal(1));
    }
}

5 測試程式碼

        Pancake pancake = new CoarsePancake();
        Condiment egg = new Egg(pancake);
        Condiment ham = new Ham(egg);
        ham.sold();
        Condiment lettuce = new Lettuce(ham);
        lettuce.sold();

測試結果:

雜糧煎餅,加雞蛋,加火腿:8.5
雜糧煎餅,加雞蛋,加火腿,加生菜:9.5

適用場景

  1. 想透明並且動態地給物件增加新的職責的時候
  2. 給物件增加的職責,在未來存在增加或減少功能
  3. 用繼承擴充套件功能不太現實的情況下,應該考慮用組合的方式

優缺點
優點

  1. 通過組合而非繼承的方式,實現了動態擴充套件物件的功能的能力。
  2. 有效避免了使用繼承的方式擴充套件物件功能而帶來的靈活性差,子類無限制擴張的問題。
  3. 充分利用了繼承和組合的長處和短處,在靈活性和擴充套件性之間找到完美的平衡點。
  4. 裝飾者和被裝飾者之間雖然都是同一型別,但是它們彼此是完全獨立並可以各自獨立任意改變的。
  5. 遵守大部分GRAP原則和常用設計原則,高內聚、低偶合。

缺點

  1. 裝飾鏈不能過長,否則會影響效率。
  2. 因為所有物件都是繼承於Component,所以如果Component內部結構發生改變,則不可避免地影響所有子類(裝飾者和被裝飾者),也就是說,通過繼承建立的關係總是脆弱地,如果基類改變,勢必影響物件的內部,而通過組合建立的關係只會影響被裝飾物件的外部特徵。
  3. 只在必要的時候使用裝飾者模式,否則會提高程式的複雜性,增加系統維護難度。

Jdk中的裝飾模式:由於Java I/O庫需要很多效能的各種組合,如果這些效能都是用繼承的方法實現的,那麼每一種組合都需要一個類,這樣就會造成大量效能重複的類出現。而如果採用裝飾模式,那麼類的數目就會大大減少,效能的重複也可以減至最少。因此裝飾模式是Java I/O庫的基本模式。

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根據上圖可以看出:
- 抽象構件(Component)角色:由InputStream扮演。這是一個抽象類,為各種子型別提供統一的介面。
- 具體構件(ConcreteComponent)角色:由ByteArrayInputStream、FileInputStream、PipedInputStream、StringBufferInputStream等類扮演。它們實現了抽象構件角色所規定的介面。
- 抽象裝飾(Decorator)角色:由FilterInputStream扮演。它實現了InputStream所規定的介面。
- 具體裝飾(ConcreteDecorator)角色:由幾個類扮演,分別是BufferedInputStream、DataInputStream以及兩個不常用到的類LineNumberInputStream、PushbackInputStream。

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