设计模式-结构型-装饰器模式(Decorator)

参考文献

• https://www.oodesign.com/decorator-pattern
• https://refactoringguru.cn/design-patterns/decorator

装饰器模式

• 此模式的目的是向对象动态添加额外的职责.

组件

• 抽象组件(Component): 定义了被装饰对象的接口,可以是抽象类或接口.它通常声明了核心的操作方法.
• 具体组件(ConcreteComponent): 实现了抽象组件接口,是被装饰的原始对象.具体组件是装饰器模式的核心.
• 抽象装饰器(Decorator): 也是抽象组件的实现类,它持有一个抽象组件对象作为成员变量,并通过构造函数或setter方法进行注入.
• 具体装饰器(ConcreteDecorator): 继承自抽象装饰器,实现了抽象组件的接口,并在其中添加额外的功能.具体装饰器可以对抽象组件进行装饰,即包装一个具体组件对象,并在调用核心功能方法前后增加额外的行为.

实现方式

• 定义抽象组件(Component)接口,声明需要被装饰的核心功能方法.

  interface Report {
      void generate();
  }

• 创建具体组件(ConcreteComponent)类,实现抽象组件接口,提供基本的功能.

  class PDFReport implements Report {
      @Override
      public void generate() {
          System.out.println("生成 PDF 报告");
      }
  }
  
  class HTMLReport implements Report {
      @Override
      public void generate() {
          System.out.println("生成 HTML 报告");
      }
  }
  
  class ExcelReport implements Report {
      @Override
      public void generate() {
          System.out.println("生成 Excel 报告");
      }
  }

• 创建抽象装饰器(Decorator)类,实现抽象组件接口,并持有一个抽象组件对象作为成员变量.

  abstract class ReportDecorator implements Report {
      protected Report decoratedReport;
  
      public ReportDecorator(Report decoratedReport) {
          this.decoratedReport = decoratedReport;
      }
  
      public void generate() {
          decoratedReport.generate();
      }
  }

• 创建具体装饰器(ConcreteDecorator)类,继承抽象装饰器类,并在其中重写核心功能方法,并可选择在调用前后增加额外的功能.

  class EncryptionDecorator extends ReportDecorator {
      public EncryptionDecorator(Report decoratedReport) {
          super(decoratedReport);
      }
  
      @Override
      public void generate() {
          decoratedReport.generate();
          encryptReport();
      }
  
      private void encryptReport() {
          System.out.println("对报告进行加密");
      }
  }
  
  class CompressionDecorator extends ReportDecorator {
      public CompressionDecorator(Report decoratedReport) {
          super(decoratedReport);
      }
  
      @Override
      public void generate() {
          decoratedReport.generate();
          compressReport();
      }
  
      private void compressReport() {
          System.out.println("对报告进行压缩");
      }
  }
  
  class WatermarkDecorator extends ReportDecorator {
      public WatermarkDecorator(Report decoratedReport) {
          super(decoratedReport);
      }
  
      @Override
      public void generate() {
          decoratedReport.generate();
          addWatermark();
      }
  
      private void addWatermark() {
          System.out.println("给报告添加水印");
      }
  }

• 在客户端中,使用具体组件来创建对象,并根据需要使用具体装饰器来装饰对象.

  public class ReportGenerator {
      public static void main(String[] args) {
          // 创建具体的报告对象
          Report pdfReport = new PDFReport();
          Report htmlReport = new HTMLReport();
  
          // 对报告进行装饰
          Report encryptedPDFReport = new EncryptionDecorator(pdfReport);
          Report compressedHTMLReport = new CompressionDecorator(htmlReport);
          Report encryptedCompressedExcelReport = new EncryptionDecorator(new CompressionDecorator(new ExcelReport()));
  
          // 生成报告
          pdfReport.generate();
          System.out.println("-----------");
          encryptedPDFReport.generate();
          System.out.println("-----------");
          compressedHTMLReport.generate();
          System.out.println("-----------");
          encryptedCompressedExcelReport.generate();
      }
  }

使用场景

• 在不修改现有对象结构的情况下,为对象添加新的行为或属性.
• 需要动态地对对象进行功能扩展,且可以灵活地组合各种功能.
• 需要透明地、无限级地对对象进行包装和扩展.
• 需要将功能的复杂性与核心业务逻辑相分离,使其更易于维护和理解.
• 实际使用场景
  • Java IO库中的流操作,如BufferedInputStream、DataInputStream等.
  • GUI中的界面元素样式装饰,如按钮的边框、背景等.
  • 日志记录器的包装,如记录日志到文件、输出日志到控制台等.
  • 数据加密和压缩.
• 适配器模式侧重于转换，而装饰模式侧重于动态扩展；桥接模式侧重于横向宽度的扩展，而装饰模式侧重于纵向深度的扩展