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設計模式—裝飾器模式

2022 年 11 月 8 日
筆記
設計模式

簡述

運行時，為原對象拓展新的行為。

相較於傳統的繼承來拓展新的行為，裝飾器模式更為的靈活多變，當然實現起來也更為複雜。

話不多說，看個優化案例吧。

優化案例

最初版v0

現有系統中有設定窗口Style的模組，現在想增加一個圓角的樣式。以下是現有模組的程式碼。

class Style {
    public void style() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}

第一種傳統的修改方式。

class Style {
    public void style() {
        System.out.println("設置Order");
        System.out.println("設置Radius");
    }
}

雖然程式碼簡單，但細想一下，如果我們日後仍然需要單獨設置Order的樣式怎麼辦。現在的程式碼實現已經無法滿足了不是？

為此，我們可能會想到另一種方案。使用繼承。

class BaseStyle {
    public void style() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}
class Radius extends BaseStyle {
    public void style() {
        super.style();
        System.out.println("設置Radius");
    }
}

確實，如果不在意類的命名的話，目前來看這確實是個好的選擇。請注意，只是目前來看。設計不只著眼與當前，而是需要放眼未來。什麼意思呢？比如，當未來需要添加一個Color樣式的時候怎麼辦，有人可能認為添加再添加一個BassStyle類的子類Color就好了；如果客戶就只要一個單獨的Color樣式呢，或者說需要一個可以設置Radius和Color的樣式。再超前一些，客戶如果想要的是增加一個樣式，且可以與現有的任何一種或多種樣式隨意組合呢？又該怎麼辦？傳統的繼承已經搞不了了呀。

別慌，最後這一種需求正好就是使用裝飾器模式的目的。我們來看看改進後的案例吧。

修改版v1

使用裝飾器模式優化上述需求，使得任意樣式間可以任意組合，這種任意組合包括任意種類和數量。

public interface Style {
    void style();
}
public class Order implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}
public class Radius implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Radius");
    }
}

public class Color implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Color");
    }
}
public class OrderDecorator implements Style {
    private Style style;
    public OrderDecorator(Style target) {
        this.style = target;
    }
    @Override
    public void style() {
        style.style();
        decorator();
    }
    private void decorator() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}
public class RadiusDecorator implements Style {
    private Style style;
    public RadiusDecorator(Style target) {
        this.style = target;
    }
    @Override
    public void style() {
        style.style();
        decorator();
    }
    private void decorator() {
        System.out.println("設置Radius");
    }
}
public class ColorDecorator implements Style {
    private Style style;
    public ColorDecorator(Style target) {
        this.style = target;
    }
    @Override
    public void style() {
        style.style();
        decorator();
    }
    private void decorator() {
        System.out.println("設置Color");
    }
}

定義三個裝飾器類：OrderDecorator, RadiusDecorator, ColorDecorator分別實現Style介面，定義decorator方法用(動態拓展的核心方法之一)。調用完“target的style方法後調用decorator`方法實現功能的動態拓展。接著，看看客戶端如何使用。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Style style = new Order();
        Style style1 = new ColorDecorator(style);
        Style style2 = new RadiusDecorator(style1);
        style2.style();
    }
}

輸出結果：

設置Order
設置Color
設置Radius

修改版v2

上述優化可以看到一些重複冗餘的程式碼，還有再次優化的空間。以下是實現樣例。

public interface Style {
    void style();
}
public class Order implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}
public class Radius implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Radius");
    }
}
public class Color implements Style {
    @Override
    public void style() {
        System.out.println("設置Color");
    }
}
public abstract class StyleDecorator implements Style { // 抽出共通新建裝飾類的高層抽象類
    protected Style style;
    public StyleDecorator(Style target) {
        this.style = target;
    }
    @Override
    public void style() { // style設置
        style.style();
        decorator();
    }
    protected abstract void decorator(); // 裝飾方法
}
public class OrderDecorator extends StyleDecorator {
    public OrderDecorator(Style target) {
        super(target);
    }
    @Override
    protected void decorator() {
        System.out.println("設置Order");
    }
}
public class RadiusDecorator extends StyleDecorator {
    public RadiusDecorator(Style target) {
        super(target);
    }
    @Override
    protected void decorator() {
        System.out.println("設置Radius");
    }
}
public class ColorDecorator extends StyleDecorator {
    public ColorDecorator(Style target) {
        super(target);
    }
    @Override
    protected void decorator() {
        System.out.println("設置Color");
    }
}

客戶端的使用和輸出結果還是和v1一樣。

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Style style = new Order();
        Style style1 = new ColorDecorator(style);
        Style style2 = new RadiusDecorator(style1);
        style2.style();
    }
}

輸出結果：

設置Order
設置Color
設置Radius

新建高層抽象類，講冗餘的方法屬性都打包到抽象類中，減少重複的程式碼。
這個應該屬於題外話了，可以見得設計模式的實現方式是多種多樣的。不要過度拘泥於模板。只要能達成目的，想怎麼設計就可以怎麼設計。

修改版v1和v2都是裝飾器模式，實際開發根據需求斟酌即可。

總結

優點

開發時可以自由組合各種各樣的功能。
新增的功能對於現有功能沒有任何的影響。

缺點

增加系統的複雜度。
對於開發人員的技術要求提高。

應用場景

需要靈活組合功能的場合。
限制繼承，但又想拓展類的功能的場合。

Tags: 設計模式