23种设计模式-装饰器(Decorator)设计模式

🚩什么是装饰器设计模式？

装饰器设计模式（Decorator Pattern） 是一种 结构型设计模式，它允许你通过将对象放入 特殊封装对象 中来为原对象 动态添加新的行为。装饰器模式的核心思想是 在不改变原对象结构的情况下，扩展其功能。

使用场景

• 当需要 动态地添加或撤销对象的功能 时。

• 当 继承不适合扩展功能 时（例如，子类数量爆炸或功能组合复杂）。

• 当需要 为对象添加多个独立的功能，且这些功能可以自由组合时。

🚩装饰器设计模式的特点

• 动态扩展：装饰器模式允许在运行时动态地为对象添加功能。

• 灵活性：可以自由组合多个装饰器，实现功能的叠加。

• 避免继承：通过组合替代继承，避免子类数量爆炸。

• 透明性：装饰器对象与原对象具有相同的接口，客户端无需知道是否被装饰。

🚩装饰器设计模式的结构

装饰器模式主要包含以下部分：

• Component（抽象组件）：定义对象的接口，可以是抽象类或接口。

• ConcreteComponent（具体组件）：实现 Component 接口，是被装饰的原始对象。

• Decorator（抽象装饰器）：继承或实现 Component，并持有一个 Component 对象的引用。

• ConcreteDecorator（具体装饰器）：实现 Decorator，为 Component 添加新的行为。

🚩装饰器设计模式的优缺点

✅ 优点

• 动态扩展：可以在运行时动态地为对象添加功能。

• 灵活性：可以自由组合多个装饰器，实现功能的叠加。

• 避免继承：通过组合替代继承，避免子类数量爆炸。

• 透明性：装饰器对象与原对象具有相同的接口，客户端无需知道是否被装饰。

❌ 缺点

• 复杂性：装饰器模式会增加系统的复杂性，尤其是在多层装饰时。

• 调试困难：由于装饰器是动态添加的，调试时可能难以追踪具体的装饰逻辑。

🚩装饰器设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

• 创建 抽象组件 Person，定义对象的接口。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Person* @Description 抽象组件 Person* @date 2025/3/24 15:35**/
public abstract class Person {protected String name;public abstract void Operation();// 职责
}

• 创建 具体组件 Student，实现 Person 接口。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Student* @Description 具体组件* @date 2025/3/24 15:41**/
public class Student extends Person {public Student(String name) {this.name = name;}@Overridepublic void Operation() {System.out.println(name + "的职责：学习 ");}
}

• 创建 抽象装饰器 Decorator，继承 Person 并持有一个 Person 对象的引用。

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName Decorator* @Description 抽象装饰器* @date 2025/3/24 15:42**/
public abstract class Decorator extends Person {protected Person person;
}

• 创建 具体装饰器 DecoratorA 和 DecoratorB，分别实现新的行为。

  • DecoratorA

  /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName DecoratorA* @Description 具体装饰器 DecoratorA* @date 2025/3/24 15:42**/
  public class DecoratorA extends Decorator {public DecoratorA(Person person) {this.person = person;}@Overridepublic void Operation() {// 职责person.Operation();// 原本的职责System.out.print("写作业 ");}
  }
  

  • DecoratorB

  /*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName DecoratorB* @Description 具体装饰器 DecoratorB* @date 2025/3/24 15:45**/
  public class DecoratorB extends Decorator {public DecoratorB(Person person) {this.person = person;}@Overridepublic void Operation() {// 职责person.Operation(); // 原本的职责System.out.print("考试 ");}
  }
  

• 测试装饰器模式

/*** @author hanson.huang* @version V1.0* @ClassName DecoratorPattern* @Description 测试装饰器模式* @date 2025/3/24 15:46**/
public class DecoratorPattern {public static void main(String[] args) {Person zhangsan = new Student("张三");zhangsan= new DecoratorA(zhangsan);zhangsan= new DecoratorB(zhangsan);zhangsan.Operation();System.out.println("\n=====我是分割线=====");// 对象链Person lisi = new DecoratorB(new DecoratorA(new Student("李四")));lisi.Operation();}
}

📌 运行结果

🚩代码总结

• 抽象组件 Person 定义对象的接口。

• 具体组件 Student 实现 Person 接口，是被装饰的原始对象。

• 抽象装饰器 Decorator 继承 Person 并持有一个 Person 对象的引用。

• 具体装饰器 DecoratorA 和 DecoratorB 分别实现新的行为。

• 客户端 通过组合装饰器动态扩展对象的功能。

🚩总结

• 装饰器设计模式（Decorator Pattern） 允许你通过将对象放入 特殊封装对象 中来为原对象 动态添加新的行为。

• 适用于 动态扩展对象功能、避免继承导致的子类数量爆炸 或 自由组合多个功能 的场景。

• Java 实现 需要 定义抽象组件、具体组件、抽象装饰器 和 具体装饰器，并通过组合方式动态扩展功能。

✅ 适用场景：

• 需要 动态地添加或撤销对象的功能 时。

• 当 继承不适合扩展功能 时。

• 需要 为对象添加多个独立的功能，且这些功能可以自由组合时。

• Java中许多地方用到了装饰器模式，例如，I/O流中的InputStream就是抽象的基础组件，而，BufferedInputStream和DataInputStream 属于是装饰器类。Java的Collections 集合类中Collections.synchronizedList 方法返回的列表是装饰后的组件，它具备了线程安全的特性。