Java设计模式——装饰模式与代理模式：深度剖析差异与应用

最新推荐文章于 2025-03-06 10:32:59 发布

代老师的编程课

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分类专栏：设计模式文章标签： java 设计模式代理模式

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嘿，各位技术达人、编程爱好者们！在我们探索设计模式的奇妙旅程中，是不是经常会遇到一些容易混淆的概念呢🧐？就像装饰模式和代理模式，它们就像两个神秘的“双胞胎”，乍一看似乎很相似，但实际上却有着本质的区别。今天，就让我们一同深入探究这两种模式，揭开它们神秘的面纱，看看它们究竟有何不同，以及在实际编程中如何巧妙地运用它们来打造更强大的软件系统！💥

一、初始困惑：相似表象下的疑问🤔

（一）表面功能的混淆

从表面上看，这两种模式好像都能在原始对象的方法前后添加一些额外的操作。这就像它们都拥有一种神奇的“魔法力量”，可以对对象的行为进行一定程度的修改。无论是装饰模式还是代理模式，都能让我们在不改变原始对象代码的基础上，为其增加一些新的功能，这也是导致我们容易混淆它们的原因之一。但实际上，它们背后隐藏的设计思想和应用场景却有着天壤之别，就像两座看似相近的山峰，实则有着不同的地貌和生态。

二、本质区别：核心设计理念大揭秘🌟

（一）装饰模式：动态扩展功能的“神器”

装饰模式的核心关注点在于为对象动态地添加新的功能。它就像是一个神奇的“工具箱”，里面装满了各种各样的工具（装饰者），我们可以根据需要随时拿出工具来增强对象的能力。想象一下，你有一个简单的手机（原始对象），通过装饰模式，你可以为它添加各种配件，如手机壳（装饰者）来保护手机，耳机（另一个装饰者）来提升音频体验，每添加一个配件，手机的功能就变得更加丰富多样。而且，这些配件可以根据你的喜好自由组合，非常灵活。

下面是一个简单的 Java 代码示例，展示了装饰模式的实现：

// 定义一个接口
interface Shape {
    void draw();
}

// 具体的被装饰对象：圆形
class Circle implements Shape {
    @Override
    public void draw() {
        System.out.println("绘制一个圆形");
    }
}

// 抽象装饰者类
abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;

    public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        this.decoratedShape = decoratedShape;
    }

    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
    }
}

// 具体装饰者类：给形状添加颜色
class ColoredShapeDecorator extends ShapeDecorator {
    private String color;

    public ColoredShapeDecorator(Shape decoratedShape, String color) {
        super(decoratedShape);
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void draw() {
        super.draw();
        System.out.println("用 " + color + " 颜色填充形状");
    }
}

在客户端代码中，我们可以这样使用装饰模式：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        Shape coloredCircle = new ColoredShapeDecorator(circle, "红色");
        coloredCircle.draw();
    }
}

（二）代理模式：访问控制与资源管理的“守护者”

代理模式则专注于控制对对象的访问以及管理对象的资源。它就像是一个严格的“管理员”，决定了谁能够访问对象，以及在什么情况下可以访问对象。代理类可以对客户端隐藏对象的内部细节，就像在对象周围设置了一道安全屏障，只有经过授权的操作才能通过代理类传递到真实对象。例如，在网络访问中，代理服务器可以控制用户对特定网站的访问权限，或者在对象加载时，代理类可以先进行一些初始化操作，然后再将请求转发给真实对象。

以下是一个简单的代理模式 Java 代码示例：

// 定义一个接口
interface Image {
    void display();
}

// 真实的图像类
class RealImage implements Image {
    private String fileName;

    public RealImage(String fileName) {
        this.fileName = fileName;
        loadFromDisk(fileName);
    }

    private void loadFromDisk(String fileName) {
        System.out.println("从磁盘加载图像 " + fileName);
    }

    @Override
    public void display() {
        System.out.println("显示图像 " + fileName);
    }
}

// 代理类
class ProxyImage implements Image {
    private RealImage realImage;
    private String fileName;

    public ProxyImage(String fileName) {
        this.fileName = fileName;
    }

    @Override
    public void display() {
        if (realImage == null) {
            realImage = new RealImage(fileName);
        }
        realImage.display();
    }
}

在客户端使用代理模式的代码如下：

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Image image = new ProxyImage("test.jpg");
        image.display();
    }
}

（三）关键差异对比表格

为了更清晰地展示装饰模式和代理模式的区别，我们来看下面这个对比表格：

对比维度	装饰模式	代理模式
设计目的	动态地为对象添加功能，增强对象的行为。	控制对对象的访问，管理对象的资源，隐藏对象的内部细节。
关系确定时机	在运行时确定装饰者与被装饰者的关系，可以递归地构造装饰链。	通常在编译时确定代理和真实对象之间的关系。
构造方式与参数传递	将原始对象作为参数传递给装饰者的构造器，在装饰者内部调用原始对象的方法并添加额外行为。	代理类在构造函数中创建真实对象的实例，在代理方法中调用真实对象的方法并添加控制逻辑。
主要应用场景	图形界面组件增强、动态配置对象行为等。	远程代理、安全代理、延迟加载等。

三、应用场景：实战中的模式选择🎯

（一）装饰模式的应用场景

个性化定制功能增强
- 在电商系统中，我们可以使用装饰模式为商品添加各种促销活动，如打折、满减、赠品等装饰。每个促销活动都可以看作是一个装饰者，通过组合不同的促销活动装饰者，可以为商品提供丰富多样的个性化定价策略，满足不同用户的需求。
功能模块扩展
- 在一个文本编辑器中，我们可以使用装饰模式为文本编辑功能添加语法检查、自动保存、格式转换等装饰。这样，用户可以根据自己的需求选择启用或禁用这些功能，使编辑器更加灵活和强大。

（二）代理模式的应用场景

性能优化与资源管理
- 在大型系统中，对于一些耗时的操作，如数据库查询或复杂的计算任务，我们可以使用代理模式实现缓存代理。代理类在第一次执行操作时，将结果缓存起来，下次相同请求到来时，直接返回缓存结果，从而提高系统性能，减少资源消耗。
安全与权限控制
- 在企业级应用中，对于敏感数据的访问，如用户的财务信息或公司的机密文件，我们可以使用代理模式创建一个安全代理。代理类在访问真实对象之前，先进行身份验证和权限检查，只有合法用户且具有足够权限时，才允许访问真实对象，确保系统的安全性。