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前文
本章可以称为“为爱用继承的家伙打开设计之眼”。
我们即将再度探讨典型的继承滥用问题。你将学到如何在运行时使用对象组合的形式装饰你的类。为什么？一旦知道装饰的技巧，你将能给你的（或别人的）对象一个新的责任，而不需要对底层类的代码做任何改变。
本文的灵感与知识骨架主要来自神书《Head First 设计模式》中的装饰者模式章节。为了更易读，笔者用自己的“文件读取与后缀装饰”案例进行了重构，并加入了个人理解。水平有限，如有错漏欢迎指正~
本文讲解逻辑：简单继承实现 → 发现问题 → 引入开闭原则 → 装饰器模式。
1.一个简单的文件读取程序
1.1 程序介绍
- 假设公司要求我们开发一个文件读取的程序，该程序可以读取数字，字母还有特殊符号三个功能，基础类图如下:
1.2新的需求
- 现在老板需要我们给读取到的数据都增加一个后缀.data。
2. 第一种实现方式，有误导
2.1使用继承来复用代码
- 使用继承的复用功能，我们可以在父类的读取方法中实现后缀data功能，然后子类的方法中在自己的逻辑基础上调用父类的读取方法即可，代码如下:
abstractclassDataReader{publicStringread(){return".data";}}classNumberReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"12345"+super.read();}}classLetterReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"abcde"+super.read();}}classSpecialCharReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"!@#$%"+super.read();}}- 测试一下:
publicclassClient{publicstaticvoidmain(String[]args){DataReaderreader=newNumberReader();System.out.println(reader.read());// 12345.datareader=newLetterReader();System.out.println(reader.read());// abcde.datareader=newSpecialCharReader();System.out.println(reader.read());// !@#$%.data}}2.2又有新的需求
- 上面的代码运行得似乎很完美，但现在老板需要我们给除了数字之外的数据都添加上后缀 NotNumber。为了让两个子类复用同一段后缀逻辑，我们很自然地想到把它放进父类的 read() 里，代码如下：
abstractclassDataReader{publicStringread(){return".data"+"NotNumber";}}此时继承复用的问题就暴露了：
1.为了复用，只能改父类。想让 LetterReader 和 SpecialCharReader 共享 NotNumber 逻辑，就得动 DataReader；若不想动父类，就只能在这两个子类里各编码 .data 和 NotNumber，重复且难维护——两条路都不好走。
2.数字被误伤。NumberReader 通过 super.read() 被动继承了父类的返回值，明明不在需求范围内，却被加上了 NotNumber。
3.继承是编译期绑定。.data、NotNumber 都写死在 read() 的返回值里，运行时既无法切换后缀，也无法决定"这个对象要不要加"，更无法叠加多种后缀。
3.开闭原则
3.1为什么要开闭原则
- 分析2.2的例子，我们可以发现，一个类的职责功能是会变化的，所以我们应该对外提供扩展的功能，同时不能修改原有的代码，例子2.2中，当增加扩展功能的时候，我们不得不修改原有父类代码，同时子类中的逻辑也会受到改变，并且数字类还出错了，这就是为什么需要对修改关闭~
3.2开闭原则定义
软件实体应当对扩展开放，但对修改关闭。
4.装饰器模式
4.1装饰器模式原理，定义和类图
- 有个模式是比较符合开闭原则的，就是装饰器模式，我们来看看它的原理:
装饰器模式的本质是动态地给一个对象添加一些额外的职责。它通过组合的方式，把核心功能和附加功能一层层包裹起来，形成类似“洋葱”或“俄罗斯套娃”的结构。
- 定义:
动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能而言，装饰者模式比生成子类更为灵活。
- 类图:
4.2让我们的程序使用装饰器模式
- 类图:
- 代码:
// 抽象构件：只负责定义读取行为，不再承载任何后缀逻辑abstractclassDataReader{publicabstractStringread();}// 具体构件：各自只关心自己的核心数据classNumberReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"12345";}}classLetterReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"abcde";}}classSpecialCharReaderextendsDataReader{@OverridepublicStringread(){return"!@#$%";}}// 抽象装饰者：持有被装饰对象，并保持与构件相同的接口abstractclassDataReaderDecoratorextendsDataReader{protectedDataReaderreader;publicDataReaderDecorator(DataReaderreader){this.reader=reader;}@OverridepublicStringread(){returnreader.read();}}// 具体装饰者：追加 .data 后缀classDataSuffixDecoratorextendsDataReaderDecorator{publicDataSuffixDecorator(DataReaderreader){super(reader);}@OverridepublicStringread(){returnreader.read()+".data";}}// 具体装饰者：追加 NotNumber 后缀classNotNumberDecoratorextendsDataReaderDecorator{publicNotNumberDecorator(DataReaderreader){super(reader);}@OverridepublicStringread(){returnreader.read()+"NotNumber";}}- 代码测试:
publicclassClient{publicstaticvoidmain(String[]args){// 1. 老板的需求一：所有数据都加 .dataDataReadernumber=newDataSuffixDecorator(newNumberReader());System.out.println(number.read());// 12345.data// 2. 老板的需求二：数字之外的再加 NotNumberDataReaderletter=newNotNumberDecorator(newDataSuffixDecorator(newLetterReader()));System.out.println(letter.read());// abcde.dataNotNumberDataReaderspecial=newNotNumberDecorator(newDataSuffixDecorator(newSpecialCharReader()));System.out.println(special.read());// !@#$%.dataNotNumber// 3. 数字不在 NotNumber 的需求范围内，就不加这层装饰，按需组合// （此处 number 已经是 12345.data，没有被 "误伤"）// 4. 想调整顺序？装饰顺序由客户端自由决定DataReaderanother=newDataSuffixDecorator(newNotNumberDecorator(newLetterReader()));System.out.println(another.read());// abcdeNotNumber.data// 5. 想不加任何后缀也行，直接用具体构件DataReaderraw=newLetterReader();System.out.println(raw.read());// abcde// 6. 甚至可以把两个装饰者同时叠加到同一个对象上DataReadertwice=newDataSuffixDecorator(newDataSuffixDecorator(newNumberReader()));System.out.println(twice.read());// 12345.data.data}}
