我所理解的设计模式系列·第7篇·从奶茶说一说装饰器模式的应用

装饰器模式的应用极为广泛，连 JDK 源码都将它奉为瑰宝，众多 IO 类就是适配器模式的最佳实践。

1. 定义

装饰器模式是一种结构型设计模式，它的定义是：“在不改变原始类结构的情况下，动态地扩展它的功能。”

2. 类图

在装饰器模式中，有这样几种角色：

• 抽象组件（Component）：装饰器模式中最核心的对象，即原始对象，一般是一个接口或者是抽象类
• 具体组件（Concrete Component）：抽象组件的实现类，装饰器模式装饰的目标就是它
• 装饰角色（Decorator）：组合了抽象组件，同时定义一个抽象方法用来扩展抽象组件提供的能力，一般是一个抽象类
• 具体装饰角色（Concrete Decorator）：实现装饰角色提供的抽象方法，是抽象组件提供能力的具体扩展实现

3. 示例

现在很多人都喜欢喝奶茶，每天一杯有益身心健康（主要是心和嘴）。当我们在喝奶茶的时候，服务员总会问要加什么料，这跟每天的终极难题——饭吃什么——是一样的，今天暂且不谈。而奶茶加料供选择的材料可能有波霸椰果布丁等，加了椰果的奶茶最后就被标为椰果奶茶售卖，加了波霸的奶茶最后就被标为波霸奶茶售卖。

今天就用奶茶店制作奶茶作为装饰器模式的例子。

首先创建一个制作奶茶的抽象类 MilkyTea，它就是装饰器模式中的抽象组件，其代码如下：

public abstract class MilkyTea {
    /**
     * 原料
     */
    public abstract String material();

    /**
     * 配料
     */
    public abstract String burden();

    /**
     * 奶茶详细描述，被装饰的方法
     */
    public String description() {
        return (this.burden() == null ? "" : this.burden()) + (this.material() == null ? "" : this.material());
    }
}

然后创建两个具体组件，分别是椰果布丁奶茶和波霸玛奇朵奶茶，其代码如下：

public class Pudding extends MilkyTea {
    @Override
    public String material() {
        return "布丁";
    }

    @Override
    public String burden() {
        return "椰果";
    }
}

public class Macchiato extends MilkyTea {
    @Override
    public String material() {
        return "玛奇朵";
    }

    @Override
    public String burden() {
        return "波霸";
    }
}

然后创建装饰器类，也就是装饰角色，它组合了一个抽象角色，同时增强了抽象角色 MilkyTea 中的 description 方法，其代码如下：

public abstract class CustomMilkyTea {

    private MilkyTea milkyTea;

    public CustomMilkyTea(MilkyTea milkyTea) {
        this.milkyTea = milkyTea;
    }

    public abstract String extra();

    /**
     * 扩展其功能
     *
     * @return
     */
    public String description() {
        return "自制" + this.extra() + milkyTea.description();
    }
}

然后基于两个具体角色分别创建两个具体装饰角色，其代码如下：

public class CustomPudding extends CustomMilkyTea {

    public CustomPudding(MilkyTea milkyTea) {
        super(milkyTea);
    }

    @Override
    public String extra() {
        return "烧仙草";
    }
}

public class CustomMacchiato extends CustomMilkyTea {

    public CustomMacchiato(MilkyTea milkyTea) {
        super(milkyTea);
    }

    @Override
    public String extra() {
        return "焦糖";
    }
}

最后编写测试代码：

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        // 未装饰前的布丁奶茶
        MilkyTea pudding = new Pudding();
        System.out.println(pudding.description());
        // 装饰后的布丁奶茶，需要将装饰目标传入装饰器
        CustomMilkyTea customPudding = new CustomPudding(pudding);
        System.out.println(customPudding.description());

        // 未装饰前的玛奇朵
        MilkyTea macchiato = new Macchiato();
        System.out.println(macchiato.description());
        // 装饰后的玛奇朵，需要将装饰目标传入装饰器
        CustomMilkyTea customMacchiato = new CustomMacchiato(macchiato);
        System.out.println(customMacchiato.description());
    }
}

测试类输出结果如下：

椰果布丁
自制烧仙草椰果布丁
波霸玛奇朵
自制焦糖波霸玛奇朵

可以看到，装饰器类 CustomPudding 和 CustomMacchiato 在不改变 Pudding 和 Macchiato 的基础上，对原始类的方法进行了扩展（增强）。

4. 使用场景

装饰器模式的使用场景是：

• 需要快速且动态地给一个对象增加功能，同时这些功能也能动态撤销

5. 小结

本文讲述了装饰器模式，它的定义是——在不改变原始类结构的情况下，动态地扩展它的功能。

装饰器模式的优点是：

• 在不影响其他对象的情况下，动态为单个对象新增功能
• 装饰类与被装饰类相互独立，易于扩展
• 使用组合代替继承实现功能地扩展，减少继承类的存在

装饰器模式的缺点是：

• 如果存在很多层的装饰，代码结构是比较复杂的，不易理解，如 JDK 的IO类就非常复杂

6. 参考资料

• 《设计模式之禅》（第2版）

最后，本文收录于个人语雀知识库: 我所理解的后端技术，欢迎来访。