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learn.lianglianglee.com/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/08 装饰模式：你想怎么穿就怎么穿.md.html
周伟 0f006e4e9b add
2022-05-11 18:57:05 +08:00

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<title>08 装饰模式：你想怎么穿就怎么穿.md.html</title>
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<a class="current-tab" href="/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/08 装饰模式：你想怎么穿就怎么穿.md.html">08 装饰模式：你想怎么穿就怎么穿.md.html</a>
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<a href="/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/15 命令模式：大闸蟹，走起！.md.html">15 命令模式：大闸蟹，走起！.md.html</a>
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<a href="/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/16 备忘模式：好记性不如烂笔头.md.html">16 备忘模式：好记性不如烂笔头.md.html</a>
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<a href="/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/17 享元模式：颜料很贵必须充分利用.md.html">17 享元模式：颜料很贵必须充分利用.md.html</a>
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<a href="/专栏/白话设计模式 28 讲（完）/20 生活中的设计模式：与经典设计模式的不解渊源.md.html">20 生活中的设计模式：与经典设计模式的不解渊源.md.html</a>
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<div class="book-post">
<p id="tip" align="center"></p>
<div><h1>08 装饰模式：你想怎么穿就怎么穿</h1>
<p>故事剧情</p>
<blockquote>
<p>工作两年后，Tony 因为换工作而搬了一次家！这是一个4室1厅1卫1厨的户型，住了4户人家。恰巧这里住的都是年轻人，有男孩也有女孩，而 Tony 就是在这里遇上了自己喜欢的人，她叫 Jenny。Tony 和 Jenny 每天都低头不见抬头见，但 Tony 是一个程序猿，天生不善言辞、不懂着装，老被 Jenny 嫌弃：满脸猥琐，一副屌丝样！</p>
<p>被嫌弃后，Tony 痛定思痛：一定要改善一下自己的形象，摆脱屌丝样！于是叫上自己的死党 Henry 去了五彩城……</p>
<p>Tony 在这个大商城中兜兜转转，被各个商家教化着该怎样搭配衣服：衬衫要套在腰带里面，风衣不要系纽扣，领子要立起来……</p>
<p>在反复试穿了一个晚上的衣服之后，终于找到一套还算凑合的行装：下面是一条卡其色休闲裤配一双深色休闲皮鞋，加一条银色针扣头的黑色腰带；上面是一件紫红色针织毛衣，内套一件白色衬衫；头上带一副方形黑框眼镜。整体行装虽不潮流，却透露出一种工作人士的成熟、稳健和大气！</p>
</blockquote>
<p><img src="assets/c09637c0-71f0-11e8-b1ea-d92fd075c722.jpg" alt="img" /></p>
<p>（图片来自网络）</p>
<h3>用程序来模拟生活</h3>
<p>Tony 是一个程序员，给自己搭配了一套着装：一条卡其色休闲裤、一双深色休闲皮鞋、一条银色针扣头的黑色腰带、一件紫红色针织毛衣、一件白色衬衫、一副方形黑框眼镜。但类似的着装也可以穿在其他的人身上，比如一个老师也可以这样穿：一双深色休闲皮鞋、一件白色衬衫、一副方形黑框眼镜。</p>
<p>我们就用程序来模拟这样一个情景。</p>
<p>源码示例：</p>
<pre><code class="language-python">class Person:
&quot;人&quot;
def __init__(self, name):
self.__name = name
def getName(self):
return self.__name
def wear(self):
print(&quot;我的着装是：&quot;)
class Engineer(Person):
&quot;工程师&quot;
def __init__(self, name, skill):
super().__init__(name)
self.__skill = skill
def getSkill(self):
return self.__skill
def wear(self):
print(&quot;我是&quot; + self.getSkill() + &quot;工程师&quot; + self.getName())
super().wear()
class Teacher(Person):
&quot;教师&quot;
def __init__(self, name, title):
super().__init__(name)
self.__title = title
def getTitle(self):
return self.__title
def wear(self):
print(&quot;我是&quot; + self.getName() + self.getTitle())
super().wear()
class ClothingDecorator(Person):
&quot;服装装饰器&quot;
def __init__(self, person):
self._decorated = person
def wear(self):
self._decorated.wear()
class CasualPantDecorator(ClothingDecorator):
&quot;休闲裤&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一条卡其色休闲裤&quot;)
class BeltDecorator(ClothingDecorator):
&quot;腰带&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一条银色针扣头的黑色腰带&quot;)
class LeatherShoesDecorator(ClothingDecorator):
&quot;皮鞋&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一双深色休闲皮鞋&quot;)
class KnittedSweaterDecorator(ClothingDecorator):
&quot;针织毛衣&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一件紫红色针织毛衣&quot;)
class WhiteShirtDecorator(ClothingDecorator):
&quot;白色衬衫&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一件白色衬衫&quot;)
class GlassesDecorator(ClothingDecorator):
&quot;眼镜&quot;
def __init__(self, person):
super().__init__(person)
def wear(self):
super().wear()
print(&quot;一副方形黑框眼镜&quot;)
</code></pre>
<p>测试代码：</p>
<pre><code class="language-python">def testDecorator():
tony = Engineer(&quot;Tony&quot;, &quot;客户端&quot;)
pant = CasualPantDecorator(tony)
belt = BeltDecorator(pant)
shoes = LeatherShoesDecorator(belt)
shirt = WhiteShirtDecorator(shoes)
sweater = KnittedSweaterDecorator(shirt)
glasses = GlassesDecorator(sweater)
glasses.wear()
print()
decorateTeacher = GlassesDecorator(WhiteShirtDecorator(LeatherShoesDecorator(Teacher(&quot;wells&quot;, &quot;教授&quot;))))
decorateTeacher.wear()
</code></pre>
<p>上面的测试代码中：</p>
<pre><code>decorateTeacher = GlassesDecorator(WhiteShirtDecorator(LeatherShoesDecorator(Teacher(&quot;wells&quot;, &quot;教授&quot;))))
</code></pre>
<p>这个写法，大家不要觉得奇怪，它其实就是将多个对象的创建过程合在了一起，其实是一种优雅的写法（是不是少了好几行代码？）。创建的 Teacher 对象又通过参数传给 LeatherShoesDecorator 的构造函数，而创建的 LeatherShoesDecorator 对象又通过参数传给 WhiteShirtDecorator 的构造函数，以此类推……</p>
<p>输出结果：</p>
<pre><code>我是客户端工程师Tony
我的着装是：
一条卡其色休闲裤
一条银色针扣头的黑色腰带
一双深色休闲皮鞋
一件白色衬衫
一件紫红色针织毛衣
一副方形黑框眼镜
我是wells教授
我的着装是：
一双深色休闲皮鞋
一件白色衬衫
一副方形黑框眼镜
</code></pre>
<h3>从剧情中思考装饰模式</h3>
<p>上面的示例中，Tony 为了改善自己的形象，整体换了个着装，改变了自己的气质，使自己看起来不再是那么猥琐的屌丝样。俗话说一个人帅不帅，得看三分长相七分打扮。同一个人，不一样的着装，给人一种完全不一样的感觉。我们可以任意搭配不同的衣服、围巾、裤子、鞋子、眼镜、帽子以达到不同的效果。不同的搭配，形成不同的风格，透露不同的气质。在这个追求个性与自由的时代，穿着的风格可谓是开放到了极致，真是你想怎么穿就怎么穿！如果你是去参加一个正式会议或演讲，可以穿一套标配西服；如果你是去大草原，想骑着骏马驰骋天地，便该穿上一套马服马裤马鞋；如果你是漫迷，去参加动漫节，亦可穿上 Cosplay 的衣服，让自己成为那个内心向往的主角；如果你是……</p>
<p>这样一个时时刻刻发现在我们生活中的着装问题，就是程序中装饰模式的典型样例。</p>
<h4>装饰模式</h4>
<p><strong>装饰模式</strong>（Decorator Pattern）：动态地给一个对象增加一些额外的职责（Responsibility），就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活。</p>
<p>就故事中这个示例来说，由结构庞大的子类继承关系转换成了结构紧凑的装饰关系：</p>
<p><img src="assets/a01f99d0-71f2-11e8-b1ea-d92fd075c722.jpg" alt="enter image description here" /></p>
<p>继承关系：</p>
<p><img src="assets/cc4f8d30-71f2-11e8-9e76-835574e7e257.jpg" alt="img" /></p>
<p>装饰关系</p>
<h4>装饰模式的特点</h4>
<ol>
<li><strong>可灵活地给一个对象增加职责或拓展功能</strong></li>
</ol>
<p>如上面的示例中，可任意地穿上自己想穿的衣服。不管穿上什么衣服，你还是那个你，但穿上不同的衣服你就会有不同的外表。</p>
<ol>
<li><strong>可增加任意多个装饰</strong></li>
</ol>
<p>你可以只穿一件衣服，也可以只穿一条裤子，也可以衣服和裤子各种搭配的穿，全随你意！</p>
<ol>
<li><strong>装饰的顺序不同，可能产生不同的效果</strong></li>
</ol>
<p>在上面的示例中，Tony 是针织毛衣穿在外面，白色衬衫穿在里面。当然，如果你愿意（或因为怕冷），也可以针织毛衣穿在里面，白色衬衫穿在外面。但两种着装穿出来的效果，给人的感觉肯定是完全不一样的，自己脑补一下，哈哈！</p>
<p>使用装饰模式的方式，想要改变装饰的顺序，也是非常简单的。只要把测试代码稍微改动一下即可，如下：</p>
<pre><code class="language-python">def testDecorator2():
tony = Engineer(&quot;Tony&quot;, &quot;客户端&quot;)
pant = CasualPantDecorator(tony)
belt = BeltDecorator(pant)
shoes = LeatherShoesDecorator(belt)
sweater = KnittedSweaterDecorator(shoes)
shirt = WhiteShirtDecorator(sweater)
glasses = GlassesDecorator(shirt)
glasses.wear()
</code></pre>
<p>结果如下：</p>
<pre><code>我是客户端工程师Tony
我的着装是：
一条卡其色休闲裤
一条银色针扣头的黑色腰带
一双深色休闲皮鞋
一件紫红色针织毛衣
一件白色衬衫
一副方形黑框眼镜
</code></pre>
<h3>装饰模式的模型抽象</h3>
<h4>类图</h4>
<p>通过上面的示例代码，我们知道了装饰模式的一个典型实现。我们再将其抽象成一个一般化的类图结构，如下：</p>
<p><img src="assets/67662860-71f3-11e8-be4d-f5aac07d9486.jpg" alt="img" /></p>
<p>上图中的 Component 是一个抽象类，代表具有某中功能（function）的组件，ComponentImplA 和 ComponentImplB 分别是其具体的实现子类。Decorator 是 Component 装饰器，里面有一个 Component 的对象 decorated，这就是被装饰的对象，装饰器可为被装饰对象添加额外的功能或行为（addBehavior）。DecoratorImplA 和 DecoratorImplB 分别是两个具体的装饰器（实现子类）。</p>
<p>这样一种模式很好地将装饰器与被装饰的对象进行解耦。</p>
<h4>模型说明</h4>
<p><strong>装饰模式的优点：</strong></p>
<ol>
<li>使用装饰模式来实现扩展比继承更加灵活，它可以在不需要创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。</li>
<li>可以动态地给一个对象附加更多的功能。</li>
<li>可以用不同的装饰器进行多重装饰，装饰的顺序不同，可能产生不同的效果。</li>
<li>装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合；装饰模式相当于是继承的一个替代模式。</li>
</ol>
<p><strong>装饰模式的缺点：</strong></p>
<ol>
<li>与继承相比，用装饰的方式拓展功能更加容易出错，排错也更困难。对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为烦琐。</li>
</ol>
<h3>应用场景</h3>
<ol>
<li>有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。</li>
<li>需要动态地增加或撤销功能时。</li>
<li>不能采用生成子类的方法进行扩充时，如类定义不能用于生成子类。</li>
</ol>
<p>装饰模式的应用场景非常广泛。如在实际项目开发中经常看到的过滤器，便可用装饰模式的方式去实现。如果你是 Java 程序员，对 IO 中的 FilterInputStream 和 FilterOutputStream 一定不陌生，它的实现其实就是一个装饰模式。FilterInputStream(FilterOutputStream) 就是一个装饰器，而 InputStream(OutputStream) 就是被装饰的对象。</p>
<p>我们看一下创建对象过程：</p>
<pre><code class="language-java">DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream(&quot;C:/text.txt&quot;));
DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(new FileOutputStream(&quot;C:/text.txt&quot;));
</code></pre>
<p>这个写法与上面 Demo 中的</p>
<pre><code>decorateTeacher = GlassesDecorator(WhiteShirtDecorator(LeatherShoesDecorator(Teacher(&quot;wells&quot;, &quot;教授&quot;))))
</code></pre>
<p>是不是很相似？都是一个对象套一个对象的方式进行创建。</p>
<p>还有一个场景，如果你对图形图像处理有一定了解，就会知道对图像的处理其实就是对一个二维坐标像素数据的处理，如图像的灰度化、梯度化（锐化）、边缘化、二值化。这些操作顺序不同就会造成不同的效果，也是适合用装饰模式来进行封装。</p>
</div>
</div>
<div>
<div style="float: left">
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</div>
<div style="float: right">
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</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
</div>
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