Java的装饰模式

1.装饰器模式又名包装(Wrapper)模式。装饰器模式以对客户端透明的方式拓展对象的功能,是继承关系的一种替代方案。

2.结构图

3.再来看一个简单的例子

3.1定义一个component接口

public interface People {
    void method();
}

3.2定义一个具体的实现接口类

public class XiaoMing implements People {
    @Override
    public void method() {
        System.out.println("小明打扮自己");
    }
}

3.3Decorator抽象类也实现接口,并且持有一个接口对象

public abstract class Decorator implements People {
    private People component;

    public Decorator(People component) {
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void method() {
        component.method();
    }
}

3.4具体的装饰类,继承自decorator类,并且实现自己具体的装饰功能

public class DecoratorA extends Decorator {

    public DecoratorA(People component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void method() {
        super.method();
        System.out.println("摸化妆品");
    }
}
public class DecoratorB extends Decorator {

    public DecoratorB(People component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void method() {
        super.method();
        System.out.println("戴首饰");
    }
}

3.5测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        //首先把实现类new出来
        People component = new XiaoMing();

        //把具体装饰者new出来
        People component1 = new DecoratorA(component);
        People component2 = new DecoratorB(component1);
        component2.method();
    }
}

打印结果:

4.总结:装饰模式主要是为了增加功能却不改变原有的功能而设计的,符合开闭原则;如上面的例子,在小明打扮自己时,可以首先调用打扮功能,接下来调用化妆品,再调用首饰;如果我们想再添加穿裙子功能,可以再写一个类,继承自抽象的decorator即可;原来的代码逻辑都不用动;调用时再多一步就好了;当功能多的时候;我们可以随意组合功能,得到我们想要的;

<think>好的,用户想了解Java中的装饰器模式,特别是示例和应用场景。首先,我需要回忆装饰器模式的定义和核心概念。装饰器模式属于结构型设计模式,允许动态地给对象添加职责,同时不改变其结构。这通常通过将对象包装在装饰器类中来实现。 用户可能已经有一些面向对象编程的基础,但可能对设计模式不太熟悉。我需要用简单明了的语言解释,并给出具体的Java示例。根据提供的引用,尤其是引用[3]提到Java的IO流库大量使用了装饰器模式,比如BufferedReader装饰InputStreamReader,这可以作为经典例子。 接下来,我需要解释装饰器模式的结构,包括组件接口、具体组件、装饰器基类和具体装饰器。然后,通过一个实际的代码示例来展示如何实现。例如,咖啡订单系统,基础咖啡可以添加牛奶、糖等调料,这样的场景适合用装饰器模式扩展功能,而避免类爆炸问题。 应用场景方面,引用[4]和[5]提到动态扩展功能、避免子类膨胀、运行时添加职责等。需要将这些点具体化,比如IO流、GUI组件、日志增强等。同时,要对比装饰器模式和继承的区别,强调其灵活性。 可能用户会混淆装饰器模式和代理模式,或者装饰器模式与继承的优缺点,所以需要明确说明。此外,用户可能想知道在实际开发中何时选择装饰器模式,所以应用场景部分要具体,并结合Java标准库的例子,如IO流中的各种装饰类。 最后,生成的相关问题要覆盖定义、优缺点、与其他模式的区别以及实际应用,这样用户可以有更全面的了解。需要确保引用正确,比如引用[1]、[3]、[4]、[5]都涉及装饰器模式的应用,要正确对应到回答中的各个部分。</think>### Java 装饰器模式详解 #### 一、模式定义 装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,通过将对象包裹在装饰器类中,**动态地为对象添加新功能**,且不改变原有类结构。这种模式实现了功能扩展的层次化,比继承更灵活[^5]。 #### 二、模式结构 1. **组件接口**(Component):定义核心功能接口(如`Coffee`) 2. **具体组件**(ConcreteComponent):基础实现类(如`SimpleCoffee`) 3. **装饰器基类**(Decorator):继承组件接口,持有组件对象 4. **具体装饰器**(ConcreteDecorator):添加具体扩展功能(如`MilkDecorator`) #### 三、代码示例 ```java // 组件接口 interface Coffee { String getDescription(); double getCost(); } // 具体组件 class SimpleCoffee implements Coffee { public String getDescription() { return "基础咖啡"; } public double getCost() { return 10.0; } } // 装饰器基类 abstract class CoffeeDecorator implements Coffee { protected Coffee decoratedCoffee; public CoffeeDecorator(Coffee coffee) { this.decoratedCoffee = coffee; } } // 具体装饰器1:加牛奶 class MilkDecorator extends CoffeeDecorator { public MilkDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription() + "+牛奶"; } public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost() + 2.0; } } // 具体装饰器2:加糖 class SugarDecorator extends CoffeeDecorator { public SugarDecorator(Coffee coffee) { super(coffee); } public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription() + "+糖"; } public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost() + 1.0; } } // 使用示例 public class Main { public static void main(String[] args) { Coffee order = new SimpleCoffee(); order = new MilkDecorator(order); // 加牛奶 order = new SugarDecorator(order); // 加糖 System.out.println(order.getDescription() + " 总价:" + order.getCost()); // 输出:基础咖啡+牛奶+糖 总价:13.0 } } ``` #### 四、应用场景 1. **动态扩展功能**:需要运行时添加或撤销功能时(如Java IO流中的缓冲/加密装饰)[^3] 2. **避免子类爆炸**:当通过继承会导致大量子类时(如不同组合的咖啡调料)[^4] 3. **核心功能与扩展分离**:保持核心类简洁,通过装饰器叠加功能(如日志增强、事务处理)[^5] 4. **标准库典型应用**: - `BufferedInputStream` 装饰 `FileInputStream` - `GZIPOutputStream` 装饰 `FileOutputStream` - `BufferedReader` 装饰 `InputStreamReader`[^1] #### 五、模式优势 | 优点 | 说明 | |-------|-------| | **灵活扩展** | 比继承更灵活,支持运行时动态组合功能 | | **单一职责** | 每个装饰器只关注特定功能扩展 | | **开闭原则** | 不修改原有代码即可扩展功能 | | **透明包装** | 装饰后的对象仍可被当作原类型使用 | $$ \text{装饰器模式复杂度公式:} \quad O(n) = \sum_{k=1}^{m} C_k \quad (m=\text{装饰层数}) $$ §§ 相关问题 §§ 1. 装饰器模式与继承的主要区别是什么? 2. Java IO流中如何体现装饰器模式的层级结构? 3. 装饰器模式会造成哪些性能损耗? 4. 装饰器模式和代理模式的核心区别? 5. 如何防止装饰器被多次嵌套导致系统复杂化? : Java标准库中装饰器模式在IO系统的应用 : Java IO流的装饰器实现 : 装饰器模式的应用场景说明 : 装饰器模式的核心特性分析
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