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设计模式-装饰模式

news 2025/6/3 17:22:54

装饰模式

装饰模式 (Decorator Pattern)，也称为包装器模式 (Wrapper Pattern)，是一种结构型设计模式。它允许你向一个现有的对象动态地添加新的功能，同时又不改变其结构。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

核心思想：

动态地给一个对象添加一些额外的职责。
就增加功能来说，装饰模式相比生成子类更为灵活。
装饰者和被装饰者实现同一个接口，或者装饰者是抽象被装饰者的子类。

为什么需要装饰模式？

想象一下，你有一个咖啡店的系统。基础的咖啡有浓缩咖啡 (Espresso)、混合咖啡 (HouseBlend) 等。现在顾客可以要求加牛奶 (Milk)、摩卡 (Mocha)、豆浆 (Soy)、奶泡 (Whip) 等调料。

如果使用继承：
- EspressoWithMilk
- EspressoWithMocha
- EspressoWithMilkAndMocha
- HouseBlendWithMilk
- ...
- 这会导致类的数量急剧膨胀，难以管理和维护（类爆炸问题）。而且，如果你想动态地给一杯已经做好的咖啡加调料，继承就无能为力了。

装饰模式通过“包装”的方式，优雅地解决了这个问题。

装饰模式的参与者：

Component (组件接口):
- 定义了原始对象和装饰器对象的共同接口。
- 客户端代码将通过这个接口与对象进行交互。
- 例如：Beverage (饮品接口)
ConcreteComponent (具体组件):
- 实现了 Component 接口的类，是被装饰的原始对象。
- 例如：Espresso, HouseBlend (具体的饮品)
Decorator (抽象装饰类):
- 也实现了 Component 接口（或者继承自 Component 的抽象类）。
- 它持有一个 Component 对象的引用 (通常通过构造函数传入)。
- 它的主要职责是将请求传递给它所包装的 Component 对象，并且可以在传递请求之前或之后执行一些额外的操作。
- 例如：CondimentDecorator (调料装饰器抽象类)
ConcreteDecorator (具体装饰类):
- 继承自 Decorator (或实现 Component 接口并包含一个 Component)。
- 它向被包装的 Component 对象添加具体的功能。
- 例如：Milk, Mocha, Whip (具体的调料)

工作流程：

客户端创建一个 ConcreteComponent 对象。
如果需要添加功能，客户端将这个 ConcreteComponent 对象传递给一个 ConcreteDecorator 对象的构造函数，创建一个装饰后的对象。
可以重复步骤2，用一个装饰器包装另一个装饰器，形成一个装饰链。
客户端通过最外层的装饰器对象（它也实现了 Component 接口）调用方法。
请求会沿着装饰链逐层传递到最内层的 ConcreteComponent，并且每个装饰器都可以在这个过程中添加自己的行为。

一个简单的Java示例 (咖啡店):

// 1. Component (组件接口)
interface Beverage {String getDescription();double cost();
}

// 2. ConcreteComponent (具体组件)
class Espresso implements Beverage {@Overridepublic String getDescription() {return "Espresso";}
@Overridepublic double cost() {return 1.99;}
}

class HouseBlend implements Beverage {@Overridepublic String getDescription() {return "House Blend Coffee";}
@Overridepublic double cost() {return 0.89;}
}

// 3. Decorator (抽象装饰类)
abstract class CondimentDecorator implements Beverage {protected Beverage beverage; // 被包装的饮品对象
public CondimentDecorator(Beverage beverage) {this.beverage = beverage;}
// 通常，getDescription() 在抽象装饰器中可能是抽象的，或者直接委托// 这里我们选择让具体的装饰器来组合描述@Overridepublic abstract String getDescription();// cost() 也由具体装饰器实现
}

// 4. ConcreteDecorator (具体装饰类)
class Milk extends CondimentDecorator {public Milk(Beverage beverage) {super(beverage);}
@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + ", Milk";}
@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.10;}
}

class Mocha extends CondimentDecorator {public Mocha(Beverage beverage) {super(beverage);}
@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + ", Mocha";}
@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.20;}
}

class Whip extends CondimentDecorator {public Whip(Beverage beverage) {super(beverage);}
@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + ", Whip";}
@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.15;}
}

// 客户端代码
public class StarbuzzCoffee {public static void main(String[] args) {Beverage beverage = new Espresso();System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());// Output: Espresso $1.99
Beverage beverage2 = new HouseBlend();beverage2 = new Mocha(beverage2); // 用Mocha装饰beverage2 = new Milk(beverage2);  // 再用Milk装饰beverage2 = new Whip(beverage2);   // 再用Whip装饰System.out.println(beverage2.getDescription() + " $" + String.format("%.2f", beverage2.cost()));// Output: House Blend Coffee, Mocha, Milk, Whip $1.34
Beverage beverage3 = new Espresso();beverage3 = new Milk(beverage3);beverage3 = new Milk(beverage3); // 加两份牛奶beverage3 = new Whip(beverage3);System.out.println(beverage3.getDescription() + " $" + String.format("%.2f", beverage3.cost()));// Output: Espresso, Milk, Milk, Whip $2.34}
}

优点：