装饰器模式通过包装方式动态扩展对象功能,以咖啡添加牛奶和糖为例,展示如何在不修改原始类的情况下,通过实现统一接口的装饰器类层层叠加新行为,避免继承导致的类爆炸问题,提升灵活性与可维护性。
装饰器模式通过在不修改原对象结构的前提下,动态地给对象添加新功能。它的核心思想是“包装”——用一个装饰器类包裹原始类,从而在保留原有行为的基础上扩展新行为。这种方式比继承更灵活,尤其适合功能组合多变的场景。
基本结构与实现方式
装饰器模式通常包含以下几个角色:
- 组件接口(Component):定义对象的基本行为,所有具体组件和装饰器都实现这个接口。
- 具体组件(ConcreteComponent):实现基本功能的原始类。
- 装饰器基类(Decorator):持有组件的引用,并实现与组件相同的接口。
- 具体装饰器(ConcreteDecorator):在调用被包装对象方法前后添加额外逻辑。
以咖啡为例,假设我们有一个基础咖啡,可以动态添加牛奶、糖等配料:
// 组件接口 interface Coffee { String getDescription(); double getcost(); } // 具体组件:基础咖啡 class SimpleCoffee implements Coffee { public String getDescription() { return "简单咖啡"; } public double getCost() { return 2.0; } } // 装饰器基类 abstract class CoffeeDecorator implements Coffee { protected Coffee coffee; public CoffeeDecorator(Coffee coffee) { this.coffee = coffee; } } // 具体装饰器:加牛奶 class MilkDecorator extends CoffeeDecorator { public MilkDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } public String getDescription() { return coffee.getDescription() + ", 加牛奶"; } public double getCost() { return coffee.getCost() + 0.5; } } // 具体装饰器:加糖 class SugarDecorator extends CoffeeDecorator { public SugarDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } public String getDescription() { return coffee.getDescription() + ", 加糖"; } public double getCost() { return coffee.getCost() + 0.3; } }
动态组合功能
使用时,可以按需逐层包装,实现功能的动态叠加:
Coffee myCoffee = new SimpleCoffee(); myCoffee = new MilkDecorator(myCoffee); // 加牛奶 myCoffee = new SugarDecorator(myCoffee); // 再加糖 System.out.println(myCoffee.getDescription()); // 输出:简单咖啡, 加牛奶, 加糖 System.out.println("总价: " + myCoffee.getCost()); // 输出:2.8
每一步都在原有功能基础上扩展,而不需要提前定义所有组合。这种链式包装让功能添加变得灵活且可复用。
关键设计要点
要让装饰器模式有效工作,需要注意以下几点:
- 装饰器和被装饰对象必须实现同一接口,保证调用一致性。
- 装饰器内部持有组件引用,通过委托方式调用原方法。
- 扩展逻辑可以放在原方法前、后,或替代部分行为。
- 多个装饰器可嵌套使用,顺序影响最终结果。
这种方式避免了通过继承产生大量子类的问题。比如如果用继承实现不同配料组合,每新增一种配料,组合数就会翻倍;而装饰器只需新增一个类即可。
基本上就这些。装饰器模式适合需要在运行时灵活扩展功能的场景,代码清晰、易于维护。
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