装饰器模式(Decorator Pattern)

2025-05-10

structural, decorator

若要扩展功能，装饰者提供了比集成更有弹性的替代方案，动态地将责任附加到对象上。

核心结构

装饰器模式(Decorator Pattern) 的核心在于在不修改已有实现的前提下，对其进行增强。这里体现了一个原则：类应该对扩展开放，对修改关闭。

应用场景

  • 当需要在不修改原有对象的前提下为其添加新功能时。
  • 当子类扩展不切实际时(比如需要多个可选功能组合的情况)。
  • 在Java IO流中大量使用了装饰器模式，例如BufferedInputStream(InputStream)就是对输入流的一种装饰。

需求

设计游戏的装备系统，要求可以计算出每种装备在镶嵌了各种宝石后的攻击力和描述：

  • 按照要求，构建如下UML类图，其中包含装备超类Equip、装饰超类EquipDecorator、游戏属性角色如下：
装备 红宝石(hp+) 蓝宝石(mp+) 绿宝石(sp+) 黄宝石(ak+) 紫宝石(df+)
帽子🧢
上衣👔
护甲🧥
裤子👖
鞋子👢
武器🗡

根据属性栏，设计装备属性，有攻击、敏捷、防御、hp/mp值。其中红宝石+hp，蓝宝石+mp，绿宝石+敏捷，黄宝石+攻击力，紫宝石+防御力。

装饰器可以多层嵌套，例如获取得到的宝石都用在武器的加点上，

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Equip levelUpWeapon = new RedGem(new BlueGem(new YellowGem(new GreenGem(new WwaponEquip()))));
// 创建剑士并穿戴该氪金武器
Swordman swordman = new Swordman();
swordman.equip(levelUpWeapon);

System.out.println(swordman);

Swordman{
  attack=12, 
  defense=0, 
  speed=5, 
  hp=5, 
  mp=10, 
  equipment=已装备有：🗡
}

下面是示例代码的部分实现：

被装饰的类以及其超类，

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public interface Equip {
  EquipType getType();
  int attack();
  int speed();
  int defense();
  int hp();
  int mp();
  String description();
}

public class WeaponEquip implements Equip {
  @Override
  public EquipType getType() {
    return EquipType.WEAPON;
  }
  @Override
  public int attack() {
    return 0;
  }
  @Override
  public int speed() {
    return 0;
  }
  @Override
  public int defense() {
    return 0;
  }
  @Override
  public int hp() {
    return 0;
  }
  @Override
  public int mp() {
    return 0;
  }
  @Override
  public String description() {
    return "🗡";
  }
}

实现其装饰器，可以为interface或abstract，

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public abstract class EquipDecorator implements Equip {
  protected Equip equip;
  protected EquipDecorator(Equip equip) {
    this.equip = equip;
  }
  @Override
  public int attack() {
    return equip.attack();
  }
  @Override
  public int speed() {
    return equip.speed();
  }
  @Override
  public int defense() {
    return equip.defense();
  }
  @Override
  public int hp() {
    return equip.hp();
  }
  @Override
  public int mp() {
    return equip.mp();
  }
  @Override
  public String description() {
    return equip.description();
  }
}

按照定义，装饰器模式(decorator pattern) 在不改变已有类的前提下，对其实现增强。

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public class BlueGemEquipDecorator extends EquipDecorator {
  public BlueGemEquipDecorator(Equip equip) {
    super(equip);
  }
  @Override
  public int mp() {
    return equip.mp() + 10;
  }
}

优点：

  • 开闭原则： 不修改已有的类。
  • 组合优于继承：更灵活，可以无限叠加
  • 运行时可变： 可以在运行时添加或删除功能
  • 高内聚低耦合： 每个装饰器只关注自己的增强逻辑

装饰器模式与代理模式的区别

  1. 目的不同： 装饰器模式是作 增强功能；代理模式则是实现 控制访问。
  2. 实现方式相同： 都是通过组合+接口一致性方式，都继承了目标的接口。
  3. 关注点不同： 装饰器模式是“添加职责”；代理模式是“封装访问“。
  4. 是否透明： 前者透明并增强；后者控制访问减少透明度