【笔记整理】图解设计模式 | 第12章 Decorator模式（装饰边框与被装饰物的一致性）

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定义

不断地为对象添加装饰的设计模式被称为Decorator模式，其中Decorator指的是“装饰物”。

Decorator模式中的登场角色

Component（API，抽象）

Component角色定义了公共的接口（API）。

ConcreteComponent（被装饰物）

该角色是实现了Component角色所定义的接口（API）的具体类。

Decorator（装饰物，抽象）

该角色具有与Component角色相同的接口（API）。在它内部保存了被装饰对象——Component角色。Decorator角色知道自己要装饰的对象。

ConcreteDecorator（具体的装饰物）

该角色是具体的Decorator角色。

Decorator模式的类图

关键点：

装饰物是API公共接口的子类。
装饰物中有一个被装饰物的实例，并以构造函数形式进行初始化。
方法执行顺序：首先执行装饰物的方法，再执行被装饰物的方法，以达到装饰的目的。

拓展思路的要点

接口（API）的透明性

在Decorator模式中，装饰边框与被装饰物具有一致性。表示装饰边框的类是表示被装饰物的类的子类，体现了它们之间的一致性，它们具有相同的接口（API）。

这样，即使被装饰物被边框装饰起来了，接口（API）也不会被隐藏起来。其他类依然可以调用接口的方法。这就是接口（API）的透明性。

得益于接口（API）的透明性，Decorator模式中也形成了类似于Composite模式中的递归结构。也就是说，装饰边框里面的“被装饰物”实际上又是别的物体的“装饰边框”。就像是剥洋葱时以为洋葱心要出来了，结果却发现还是皮。

不过，Decorator模式虽然与Composite模式一样，都具有递归结构，但是它们的使用目的不同。Decorator模式的主要目的是通过添加装饰物来增加对象的功能。Composite模式的目的拥有关系（Composite模式是树形结构，Decorator模式俄罗斯套娃。）。

在不改变被装饰物的前提下增加功能

在Decorator模式中，装饰边框与被装饰物具有相同的接口（API）。虽然接口（API）是相同的，但是越装饰，功能则越多。这样，我们就实现了不修改被装饰的类即可增加功能。

Decorator模式使用了委托。对“装饰边框”提出的要求（调用装饰边框的方法）会被转交（委托）给“被装饰物”去处理。

可以动态地增加功能

Decorator模式中用到了委托，它使类之间形成了弱关联关系。因此，不用改变框架代码，就可以生成一个与其他对象具有不同关系的新对象。

只需要一些装饰物即可添加许多功能

可以将一些功能非常简单的装饰边框，自由组合成为新的对象。

Java.io包与Decorator模式

除了java.io包以外，javax.swing.border包中也使用了Decorator模式，提供了可以为界面中的控件比那家装饰边框的类。

相关的设计模式

Adapter模式（第2章）

Decorator模式可以在不改变被装饰物的接口（API）的前提下，为被装饰物添加边框（透明性）。

Adapter模式用于适配两个不同的接口（API）。

Stragety模式（第10章）

Decorator模式可以像改变被装饰物的边框或是被装饰物添加多重边框那样，来增加类的功能。

Stragety模式通过整体地替换算法来改变类的功能。

延伸阅读：继承和委托中的一致性

继承——父类和子类的一致性
委托——自己和被委托对象的一致性

代码

Component（API）

public abstract class Display {public abstract int getColumns(); // 获取横向字符数 <-- -->public abstract int getRows(); // 获取纵向行数public abstract String getRowText(int row); // 获取第row行的字符串public final void show() { // 全部显示for (int i = 0; i < getRows(); i++) {System.out.println(getRowText(i));}}
}

ConcreteComponent（被装饰物）

/*** 显示单行字符串*/
public class StringDisplay extends Display {private String string; // 要显示的字符串public StringDisplay(String string) { // 通过参数传入要显示的字符串this.string = string;}@Overridepublic int getColumns() { // 字符数return string.getBytes().length;}@Overridepublic int getRows() { // 行数是1return 1;}@Overridepublic String getRowText(int row) { // 仅当row为0时返回值if (0 == row) {return string;}return null;}}

Decorator（装饰物）

public abstract class Border extends Display {protected Display display;public Border(Display display) {this.display = display;}}

ConcreteDecorator（具体的装饰物）

public class SideBorder extends Border {private char borderChar;// 表示装饰边框的字符public SideBorder(Display display, char ch) { // 通过构造函数执行Display和装饰边框字符super(display);borderChar = ch;}@Overridepublic int getColumns() { // 字符数为字符串字符数加上两侧边框字符数return 1 + display.getColumns() + 1;}@Overridepublic int getRows() { // 行数即被装饰物的行数return display.getRows();}@Overridepublic String getRowText(int row) { // 指定的那一行的字符串为被装饰物的字符串加上两侧的边框的字符return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;}}

public class UpDownBorder extends Border {private char borderChar;// 表示装饰边框的字符public UpDownBorder(Display display, char ch) { // 通过构造函数执行Display和装饰边框字符super(display);borderChar = ch;}@Overridepublic int getColumns() {return display.getColumns();}@Overridepublic int getRows() {return 1 + display.getRows() + 1;}@Overridepublic String getRowText(int row) { // 指定的那一行的字符串if (row == 0) { // 下边框return makeLine(display.getColumns());} else if (row == display.getRows() + 1) { // 上边框return makeLine(display.getColumns());} else { // 其他边框return display.getRowText(row - 1);}}private String makeLine(int count) { // 生成一个重复count次字符ch的字符串StringBuffer buf = new StringBuffer();for (int i = 0; i < count; i++) {buf.append(borderChar);}return buf.toString();}
}

Main

public class Main {public static void main(String[] args) {Display b1 = new StringDisplay("Hello, world.");Display b2 = new UpDownBorder(b1, '-');Display b3 = new SideBorder(b2, '*');b1.show();b2.show();b3.show();Display b4 = new FullBorder(new UpDownBorder(new SideBorder(new UpDownBorder(new SideBorder(new StringDisplay("Hello, world."), '*'), '='), '|'),'/'));b4.show();}}

注：博客中的图片来自网上。

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