设计模式之装饰器模式

2019-06-06

假如有一块蛋糕，如果只涂奶油，其他什么都不加，就是奶油蛋糕。加上草莓，就是草莓奶油蛋糕。如果再加巧克力，再用白色巧克力写上姓名，插上代表年龄的蜡烛，就成了生日蛋糕。

像这样不断为对象添加装饰的设计模式被称为装饰器模式。

类图：

Display类是可以显示多行字符串的抽象类。StringDisplay继承了Display，用于显示单行字符串，相当于核心蛋糕。

Border类也是Display的子类，代表装饰的边框。其中有一个Display的实例。又由于代表装饰的类和代表蛋糕的类都是Display的实例，这样就可以一层又一层的装饰。

代码：

public abstract class Display {
    public abstract int getColumns();               // 获取横向字符数
    public abstract int getRows();                  // 获取纵向行数
    public abstract String getRowText(int row);     // 获取第row行的字符串
    public void show() {                            // 全部显示
        for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
            System.out.println(getRowText(i));
        }
    }
}

public class StringDisplay extends Display {
    private String string;                          // 要显示的字符串
    public StringDisplay(String string) {           // 通过参数传入要显示的字符串
        this.string = string;
    }
    public int getColumns() {                       // 字符数
        return string.getBytes().length;
    }
    public int getRows() {                          // 行数是1
        return 1;
    }
    public String getRowText(int row) {             // 仅当row为0时返回值
        if (row == 0) {
            return string;
        } else {
            return null;
        }
    }
}

public abstract class Border extends Display {
    protected Display display;          // 表示被装饰物
    protected Border(Display display) { // 在生成实例时通过参数指定被装饰物
        this.display = display;
    }
}

public class FullBorder extends Border {
    public FullBorder(Display display) {
        super(display);
    }
    public int getColumns() {                   // 字符数为被装饰物的字符数加上两侧边框字符数
        return 1 + display.getColumns() + 1;
    }
    public int getRows() {                      // 行数为被装饰物的行数加上上下边框的行数
        return 1 + display.getRows() + 1;
    }
    public String getRowText(int row) {         // 指定的那一行的字符串
        if (row == 0) {                                                 // 上边框
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else if (row == display.getRows() + 1) {                      // 下边框
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else {                                                        // 其他边框
            return "|" + display.getRowText(row - 1) + "|";
        }
    }
    private String makeLine(char ch, int count) {         // 生成一个重复count次字符ch的字符串 
        StringBuffer buf = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            buf.append(ch);
        }
        return buf.toString();
    }
}

public class SideBorder extends Border {
    private char borderChar;                        // 表示装饰边框的字符
    public SideBorder(Display display, char ch) {   // 通过构造函数指定Display和装饰边框字符 
        super(display);
        this.borderChar = ch;
    }
    public int getColumns() {                       // 字符数为字符串字符数加上两侧边框字符数 
        return 1 + display.getColumns() + 1;
    }
    public int getRows() {                          // 行数即被装饰物的行数
        return display.getRows();
    }
    public String getRowText(int row) {             // 指定的那一行的字符串为被装饰物的字符串加上两侧的边框的字符 
        return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Display b1 = new StringDisplay("Hello, world.");
        Display b2 = new SideBorder(b1, '#');
        Display b3 = new FullBorder(b2);
        b1.show();
        b2.show();
        b3.show();
        Display b4 = 
                    new SideBorder(
                        new FullBorder(
                            new FullBorder(
                                new SideBorder(
                                    new FullBorder(
                                        new StringDisplay("hello")
                                    ),
                                    '*'
                                )
                            )
                        ),
                        '/'
                    );
        b4.show();
    }
}

结果：

很显然，Java的IO就用到了装饰器模式。

缺点：

装饰器模式的一个缺点是会导致程序中增加许多功能类似的很小的类