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Java 装饰器模式详解：动态增强对象功能

article 2025/1/18 8:51:12

什么是装饰器模式？

装饰器模式是一种结构型设计模式，它允许在不修改原有类的情况下，动态地为对象添加额外的职责和行为。这种模式提供了一种灵活的方式来扩展对象的功能，同时避免了通过继承导致的类爆炸问题。

装饰器模式的核心思想

装饰器模式的主要目标是：

动态地为对象添加新的功能
提供比继承更加灵活的扩展方式
遵循开闭原则（对扩展开放，对修改关闭）

UML类图

类图解析：

Component 是一个接口，定义了 operation 方法。
ConcreteComponent 是实现了 Component 接口的具体类，包含基本操作。
Decorator 是一个抽象类，实现了 Component 接口，并持有一个 Component 的引用。
ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB 是具体的装饰器类，继承自 Decorator，实现了额外功能的添加。

使用：

ConcreteComponent 作为核心对象，实现基本操作。
通过 ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB，动态地为 ConcreteComponent 添加新功能。

代码实现示例

1. 定义基础接口

// 咖啡接口
public interface Coffee {
    double getCost();
    String getDescription();
}

2. 创建基础实现类

// 基础咖啡实现
public class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public double getCost() {
        return 10.0;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return "简单咖啡";
    }
}

3. 创建抽象装饰器

// 抽象装饰器
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }
}

4. 创建具体装饰器

// 牛奶装饰器
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 3.0;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", 加牛奶";
    }
}

// 糖装饰器
public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 2.0;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", 加糖";
    }
}

5. 客户端使用示例

public class DecoratorDemo {
    public static void main(String[] args) {
        // 基础咖啡
        Coffee simpleCoffee = new SimpleCoffee();
        System.out.println("基础咖啡：" + simpleCoffee.getDescription());
        System.out.println("价格：" + simpleCoffee.getCost());

        // 加牛奶的咖啡
        Coffee milkCoffee = new MilkDecorator(simpleCoffee);
        System.out.println("加牛奶的咖啡：" + milkCoffee.getDescription());
        System.out.println("价格：" + milkCoffee.getCost());

        // 加糖和牛奶的咖啡
        Coffee sugarMilkCoffee = new SugarDecorator(new MilkDecorator(simpleCoffee));
        System.out.println("加糖和牛奶的咖啡：" + sugarMilkCoffee.getDescription());
        System.out.println("价格：" + sugarMilkCoffee.getCost());
    }
}