java装饰模式实例解析

作者: Tifkingsly | 来源:发表于2018-06-06 01:49 被阅读9次

    1、装饰模式概述:

    装饰模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象增加一些额外的职责,就增加对象功能来说,装饰模式比生成子类更为灵活。《设计模式的艺术》

    使用场景:

    现实生活中大家都会遇到的一种场景,当买了房子之后,可能都需要对房子进行装修,或是根据自己的一些喜好对房间进行二次的装饰来满足自己的需求。软件系统开发也如此,一个系统设计好之后,常常需要对系统进行扩展,增加新的业务需求。市场端的需求是善变的,因此在软件设计时必须要考虑到系统的扩展性,不可能一次性将所有功能做到满足所有需求。装饰模式的应用,为系统的扩展以及迭代需求提供很好的支持。

    2、装饰模式UML类图:

    image.png

    Component(抽象构件):作为具体构件和装饰类的公共父类,定义相关的业务接口,主要为面向抽象编程;
    ConcreteComponent(具体构件):作为抽象构件的子类,为具体业务的实现者;
    Decorator(抽象装饰类):抽象构件的子类,定义为抽象类。用于扩展具体构件的业务功能,作为抽象存在只是为了用户端使用时面向接口编程。其内部维护一个抽象构件的引用,通过该引用来调用具体构件的方法,并通过其子类来扩展业务方法,实现装饰的目的。
    ConcreteDecorator(具体装饰类):作为抽象装饰类的子类,完成对具体构件业务功能的扩展装饰功能。

    3、装饰模式示例:

    项目背景:

    咋一看上面的类图设计,可能体会不到装饰模式的优雅性,我们通过一个实例,来带大家体会其中妙处。该实例为某电商平台活动、扣费相关部分的后台设计,与前面文章一样只展示其功能并不上具体代码啦。

    /**
     * 负责实现各种折扣业务
     */
    public class DiscountBusiness {
    
        /**
         * 会员9折优惠
         */
        public void discountForVip() {
            //do something
        }
    
        /**
         * 51活动优惠
         */
        public void discountForLayborDay() {
            //do something
        }
    
    
        /**
         * 新年活动优惠
         */
        public void discountForSpringFestival() {
            //do something
        }
    
        /**
         * vip用户新年活动优惠
         */
        public void springFestivalDiscountForVip() {
            //do something
        }
        ...
    }
    

    上述代码为折扣业务逻辑处理类,由于项目初期设计时没有考虑太多,当业务不断发展时,运营有各种需求,需要修改原有方案。而程序端实现就是不断累计代码,增加新的业务方法和逻辑判断来进行处理。大家可以想象,几年下来这类的代码量那可是非常客观的,日后做重构或是项目交接,我想接盘的人心里肯定是一万个草尼玛飘过。所谓前人种树后人乘凉,系统设计对于产品发展非常重要,下面我们看使用装饰模式对该模块进行重构后的实现。

    代理模式实现:
    image.png
    public abstract class BaseDiscount {
        public abstract void discount();
    }
    public class VIPDiscountBusiness extends BaseDiscount {
        @Override
        public void discount() {
            System.out.println("处理vip用户的折扣业务");
        }
    }
    public class FestivalDiscountBusiness extends BaseDiscount {
        @Override
        public void discount() {
            System.out.println("处理节假日折扣业务");
        }
    }
    public abstract class DiscountDecorator extends BaseDiscount{
        
        public BaseDiscount component;
        
        public DiscountDecorator(BaseDiscount component) {
            this.component = component;
        }   
        public abstract void discountForVip();
        
        public abstract void discountForFestival();
    }
    public class VIPDiscountDecorator extends DiscountDecorator{
    
        public VIPDiscountDecorator(BaseDiscount component) {
            super(component);
        }
    
        @Override
        public void discount() {
            component.discount();
        }
    
        @Override
        public void discountForVip() {
            component.discount();
            //do something
            System.out.println("扩展Vip用户折扣业务功能");
        }
    
        @Override
        public void discountForFestival() {
            //do nothing
        }
    }
    public class FestivalDiscountDecorator extends DiscountDecorator{
        
        public FestivalDiscountDecorator(BaseDiscount component) {
            super(component);
        }
    
        @Override
        public void discount() {
            component.discount();
        }
    
        @Override
        public void discountForVip() {
            //do noting
        }
    
        @Override
        public void discountForFestival() {
            discount();
            //do something
            System.out.println("扩展节假日折扣业务功能");
        }
    }
    
    public class Client {
        public static void main(String[] args) {
            //客户端使用
            BaseDiscount vipDiscountBusiness, festivalDiscountBusiness;
            vipDiscountBusiness = new VIPDiscountBusiness();
            festivalDiscountBusiness = new FestivalDiscountBusiness();
            DiscountDecorator vipDiscountDecorator, festivalDiscountDecorator;
            vipDiscountDecorator = new VIPDiscountDecorator(vipDiscountBusiness);
            festivalDiscountDecorator = new FestivalDiscountDecorator(festivalDiscountBusiness);
            vipDiscountDecorator.discountForVip();
            festivalDiscountDecorator.discountForFestival();
    
        }
    }
    

    放眼望去,上面代码好像想比初始时一个类处理完所有功能要复杂的多,结构设计也更抽象化,或许让人觉得更加难理解。首先将折扣业务划分为2个类别,并且设计对应的实现者和装饰者,当业务反之需要对其中的折扣规则进行扩展或者是修改时,并不需要直接修改原有具体实现者的方法,只需要修改VIPDiscountDecorator和FestivalDiscountDecorator等装饰类中的处理逻辑或者是增加新的接口实现新的业务需求。换句话说不管业务怎么变化,基础的实现方式不会随者系统扩展而发生变化,不会破坏原有封装性。从扩展性和解耦性上来说,这样的设计会更符合面向对象设计原则,而且这种设计可读性更高。

    4、透明装饰模式与半透明装饰模式

    两者之间的区别并不大,透明与否是对客户端程序而言。上述的示例其实就是透明装饰模式,因为装饰类中的接口都定义在抽象类DiscountDecorator中,用户在使用时面向抽象,所有的接口都是透明的。半透明的就是将具体业务类的装饰方法定义在具体的装饰类中,在客户端使用装饰类时要直接用具体装饰类声明对象,只能使用其业务相关的方法。

    5、优缺点分析:

    优点:

    1)灵活性更好,不用增加特别多子类对原有功能进行扩展;
    2)降低系统耦合,面向接口编程,扩展性好;

    缺点:

    1)设计的理解上会更复杂;

    结束语

    相信大家对于装饰模式已有一个初步了解,经常在面试的时候会被问到装饰模式与代理模式的区别。装饰模式意义在于对原有系统业务功能的扩展或者是装饰,而代理模式常用在原有系统中增加一些与业务无关的操作,例如日志、验证等功能。

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