装饰器设计模式示例

本文是我们名为“ Java设计模式 ”的学院课程的一部分。

在本课程中，您将深入研究大量的设计模式，并了解如何在Java中实现和利用它们。您将了解模式如此重要的原因，并了解何时以及如何应用模式中的每一个。在这里查看！

1.简介

要了解装饰器设计模式，让我们帮助比萨公司制作一个额外的打顶计算器。用户可以要求向披萨添加额外的配料，而我们的工作是使用该系统添加配料并提高其价格。

这就像在运行时为我们的披萨对象增加了额外的责任，Decorator Design Pattern适用于此类需求。但是在此之前，让我们进一步了解这种美丽的图案。

2.什么是装饰器设计模式

装饰器设计模式的目的是动态地将附加职责附加到对象上。装饰器提供了子类别的灵活替代方案，以扩展功能。

装饰器模式用于动态扩展对象的功能，而无需更改原始类的源或使用继承。这是通过在实际对象周围创建一个称为Decorator的对象包装来完成的。

Decorator对象设计为具有与基础对象相同的接口。这允许客户端对象与Decorator对象进行交互，其方式与与基础实际对象进行交互的方式完全相同。 Decorator对象包含对实际对象的引用。 Decorator对象接收来自客户端的所有请求（调用）。反过来，它将这些调用转发到基础对象。 Decorator对象在将请求转发到基础对象之前或之后添加了一些其他功能。这确保了可以在运行时从外部将附加功能添加到给定对象，而无需修改其结构。

装饰器可防止子类的泛滥，从而减少复杂性和混乱。添加功能的任意组合都很容易。相同的功能甚至可以添加两次。对于给定的对象，可以同时具有不同的装饰器对象。客户端可以通过将消息发送到适当的装饰器来选择所需的功能。

decorator_design_pattern_class_diagram_1

图1-类图

零件

为可以动态添加职责的对象定义接口。

混凝土构件

定义可以附加其他职责的对象。

装饰器

维护对Component对象的引用，并定义一个符合Component接口的接口。

混凝土装饰工

向组件添加责任。

3.实施装饰器设计模式

为简单起见，让我们创建一个仅包含两个方法的简单Pizza接口。

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public interface Pizza {public String getDesc();public double getPrice();
}

getDesc方法用于获取披萨的说明，而getPrice用于获取价格。

以下是两个具体的Pizza类：

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class SimplyVegPizza implements Pizza{@Overridepublic String getDesc() {return "SimplyVegPizza (230)";}@Overridepublic double getPrice() {return 230;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class SimplyNonVegPizza implements Pizza{@Overridepublic String getDesc() {return "SimplyNonVegPizza (350)";}@Overridepublic double getPrice() {return 350;}}

装饰器包装需要增加功能的对象，因此需要实现相同的接口。下面是一个抽象装饰器类，它将由所有具体装饰器扩展。

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public abstract class PizzaDecorator implements Pizza {@Overridepublic String getDesc() {return "Toppings";}}

以下是具体的装饰器类。

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Broccoli extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Broccoli(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Broccoli (9.25)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+9.25;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Cheese extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Cheese(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Cheese (20.72)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+20.72;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Chicken extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Chicken(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Chicken (12.75)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+12.75;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class FetaCheese extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public FetaCheese(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Feta Cheese (25.88)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+25.88;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class GreenOlives extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public GreenOlives(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Green Olives (5.47)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+5.47;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Ham extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Ham(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Ham (18.12)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+18.12;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Meat extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Meat(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Meat (14.25)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+14.25;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class RedOnions extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public RedOnions(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Red Onions (3.75)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+3.75;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class RomaTomatoes extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public RomaTomatoes(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Roma Tomatoes (5.20)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+5.20;}}

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;public class Spinach extends PizzaDecorator{private final Pizza pizza;public Spinach(Pizza pizza){this.pizza = pizza;}@Overridepublic String getDesc() {return pizza.getDesc()+", Spinach (7.92)";}@Overridepublic double getPrice() {return pizza.getPrice()+7.92;}}

我们需要用这些浇头装饰披萨对象。上面的类包含对需要装饰的披萨对象的引用。装饰器对象在调用装饰器的函数后将其功能添加到装饰器。

package com.javacodegeeks.patterns.decoratorpattern;import java.text.DecimalFormat;public class TestDecoratorPattern {public static void main(String[] args) {DecimalFormat dformat = new DecimalFormat("#.##");Pizza pizza = new SimplyVegPizza();pizza = new RomaTomatoes(pizza);pizza = new GreenOlives(pizza);pizza = new Spinach(pizza);System.out.println("Desc: "+pizza.getDesc());System.out.println("Price: "+dformat.format(pizza.getPrice()));pizza = new SimplyNonVegPizza();pizza = new Meat(pizza);pizza = new Cheese(pizza);pizza = new Cheese(pizza);pizza = new Ham(pizza);System.out.println("Desc: "+pizza.getDesc());System.out.println("Price: "+dformat.format(pizza.getPrice()));}}

上面的代码将产生以下输出：

Desc: SimplyVegPizza (230), Roma Tomatoes (5.20), Green Olives (5.47), Spinach (7.92)
Price: 248.59
Desc: SimplyNonVegPizza (350), Meat (14.25), Cheese (20.72), Cheese (20.72), Ham (18.12)
Price: 423.81

在上面的类中，我们首先创建了SimplyVegPizza ，然后用RomaTomatoes ， GreenOlives和Spinach装饰它。输出中的desc显示添加在SimplyVegPizza中的浇头，且价格为所有价格的总和。

我们对SimplyNonVegPizza做了同样的事情，并在SimplyNonVegPizza添加了不同的SimplyNonVegPizza 。请注意，您可以为一个对象多次装饰同一件事。在上面的示例中，我们两次添加了cheese ；它的价格也增加了两倍，可以在输出中看到。

当您需要在运行时为对象添加额外功能并对其进行修改时，Decorator设计模式看起来不错。但这会导致很多小物体。使用Decorator的设计通常会导致系统由许多看起来相似的小对象组成。对象的区别仅在于它们的互连方式不同，不在于它们的类或变量的值。尽管这些系统很容易被了解它们的人定制，但是它们可能很难学习和调试。

4.何时使用装饰设计模式

在以下情况下，请使用Decorator模式：

- 动态透明地向单个对象添加职责，即不影响其他对象。
- 对于可以撤消的责任。
- 当通过子类扩展不可行时。有时可能会有大量独立的扩展，并且会产生大量的子类来支持每种组合。或者，类定义可能被隐藏或无法用于子类化。

5. Java中的装饰器设计模式

- - java.io.BufferedInputStream(InputStream)
  - java.io.DataInputStream(InputStream)
  - java.io.BufferedOutputStream(OutputStream)
  - java.util.zip.ZipOutputStream(OutputStream)
  - java.util.Collections#checked[List|Map|Set|SortedSet|SortedMap]()