4.装饰器模式（结构型）-灵析社区

四、装饰器模式（结构型）

装饰器设计模式是一种结构型的设计模式，它允许我们在运行时动态地给一个对象添加额外的行为，并且不需要修改原有的类。它可以有效地避免类爆炸问题，提高代码的可维护性和复用性。同时，装饰器模式也具有灵活、可扩展和易于维护等优点，是一种非常实用和常用的设计模式。

使用装饰器模式时，我们将新增的行为包装在一个装饰器类中，与原有类具有相同的接口。这个装饰器类可以包含一个对于原有类的引用，在调用原有类的方法之前或之后执行额外的逻辑，从而实现对原有类的增强。

装饰器模式的核心思想就是「包装」，通过不断地向对象上叠加新的行为，使得对象具有了更多的功能和特性，同时保持了对象的原有接口和结构不变。

下面是装饰器模式的几个要点：

定义一个基础组件（或者抽象组件）：基础组件定义了对象的基本行为和属性，是装饰器的目标对象；
创建一个装饰器类（或者抽象装饰器类）：装饰器类与基础组件具有相同的接口，但是它包含一个指向基础组件对象的引用，并在执行操作前后加入额外的逻辑；
创建具体的装饰器类：具体的装饰器类继承自装饰器类，并实现额外的逻辑；
将对象包装在装饰器中：客户端代码可以将对象动态地包装在装饰器中，从而增强对象的功能和特性；
可以通过链式调用来实现多个装饰器的组合：多个装饰器可以通过链式调用的方式依次包装在对象上，从而实现复杂的组合逻辑。

装饰器设计模式的应用场景

装饰器设计模式是一种结构型设计模式，它允许在运行时动态地扩展一个对象的功能。

以下是一些装饰器设计模式的应用场景：

日志记录：我们可以使用装饰器来记录函数被调用的次数、参数、返回值等信息，从而实现日志记录功能；
认证和授权：装饰器可以用于验证用户是否已经登录，并根据他们的权限来限制他们可以执行的操作；
缓存：装饰器可以用于缓存函数返回的结果，以避免重复计算，提高性能；
参数检查：装饰器可以用于检查函数的参数是否符合要求，如果不符合要求，则抛出异常或者执行其他操作；
代码跟踪和分析：我们可以使用装饰器来追踪函数的执行过程，并收集性能数据或其他统计信息。

下面是一个常见的使用装饰器设计模式的例子：

抽象被装饰者

package cn.leetcode;

public interface Drink {

    String description();

    float cost();

}

抽象装饰者（装饰者基类）

package cn.leetcode;

public abstract class Decorator implements Drink{

    /**
     * 要装饰的对象
     */
    private Drink drink;

    public Decorator(Drink drink){
        this.drink = drink;
    }


    @Override
    public String description() {
        return drink.description();
    }

    @Override
    public float cost() {
        return drink.cost();
    }

}

具体装饰者：纯豆浆、黑豆、鸡蛋

package cn.leetcode;

public class SoyaBeanMilk implements Drink {

    @Override
    public String description() {
        return "纯豆浆";
    }

    @Override
    public float cost() {
        return 5f;
    }

}

package cn.leetcode;

public class BlackBeanDecorator extends Decorator {

    public BlackBeanDecorator(Drink drink) {
        super(drink);
    }

    @Override
    public String description() {
        return super.description() + " + 黑豆";
    }

    @Override
    public float cost() {
        return super.cost() + 3.0f;
    }

}

package cn.leetcode;

public class EggDecorator extends Decorator {

    public EggDecorator(Drink drink) {
        super(drink);
    }

    @Override
    public String description() {
        return super.description() + " + 鸡蛋";
    }

    @Override
    public float cost() {
        return super.cost() + 2.0f;
    }

}

package cn.leetcode;

public class SugarDecorator extends Decorator {

    public SugarDecorator(Drink drink) {
        super(drink);
    }

    @Override
    public String description() {
        return super.description() + " + 糖";
    }

    @Override
    public float cost() {
        return super.cost() + 0.5f;
    }

}

客户端

package cn.leetcode;

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        // 子类纯豆浆：包在最里面
        Drink soya = new SoyaBeanMilk();
        // 在豆浆中加鸡蛋
        EggDecorator eggSoya = new EggDecorator(soya);
        // 在加了鸡蛋的豆浆中加糖
        SugarDecorator sugarEggSoya = new SugarDecorator(eggSoya);
        // 加了糖的豆浆中加黑豆
        BlackBeanDecorator blackBeanSugarEggSoya = new BlackBeanDecorator(sugarEggSoya);

        System.out.println("顾客点的是：" + blackBeanSugarEggSoya.description());
        System.out.println("顾客一共消费了 " + blackBeanSugarEggSoya.cost() + " 元");
    }

}

输出：

顾客点的是：纯豆浆 + 鸡蛋 + 糖 + 黑豆
顾客一共消费了 10.5 元

总结

装饰器设计模式是一种结构型设计模式，它允许在不改变原有对象的基础上，动态地添加新的行为或修改已有行为；
通过将对象传递给装饰器函数或类，可以创建一个包装对象，该对象可以在执行原始对象的操作之前或之后执行其他操作；
这种模式使得代码更加灵活和可扩展，而不需要在原始对象中硬编码所有可能的变体。