（40） - DECORATOR模式 · 面向對象葵花寶典

## 連載：面向對象葵花寶典：思想、技巧與實踐（40） - DECORATOR模式 **掌握了設計模式之道后，我們將以全新的方法來理解設計模式，這個方法更簡單、更直觀，不信？看幾個樣例就知道了** ===================================================================== **DECORATOR模式（以設計模式之道來理解）** **【業務】** 假設你進入了一個信息安全管理非常嚴格的公司，這家公司不允許員工自行打印文檔，所有的文檔打印都需要交給文檔打印系統統一管理。文檔打印系統會記錄每次打印的時間、內容、打印人員。。。。。。等等，以便后續出現問題的時候進行追查。 ? 由于公司有很多的部門，每個部門的安全要求并不完全一樣，同時每個部門關于文檔打印也有自己的一些規定。 ? 我們的任務就是要開發一套能夠支持整個公司文檔打印需求的系統。 ? **【發現變化】** 文檔打印系統面對的變化主要體現在：文檔打印要求是變化的，不同的部門有不同的要求，同一個部門也可能修改自己的打印需求。例如： A部門是一個戰略規劃的部門，里面的資料都非常重要，打印的時候需要在頁眉位置打印“絕密”，在頁腳的位置打印“密級申明”，同時要加上“絕密文檔”的水印； B部門是內部培訓部門，打印培訓材料的時候需要在頁眉位置打印“內部公開”，但不需要密級申明，同時加上“培訓資料”的水印 C部門是對外宣傳部門，打印宣傳材料的時候只需要加上“公司logo”的水印； **【傳統方法】** 傳統方法使用類繼承來封裝打印請求，為每個部門創建一個打印的子類。詳細示例代碼如下： PrintTask.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; /** * 打印任務類 * */ abstract public class PrintTask { abstract public void print(String text); } ~~~ SecretPrint.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護: ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; /** * 絕密文檔的打印 * */ public class SecretPrint extends PrintTask{ @Override public void print(String text) { Printer.printHeader("絕密"); Printer.printText(text); Printer.printFooter("本文包含絕密信息，請勿泄露！"); Printer.printTextWaterMark("絕密文檔"); } } ~~~ InternalPrint.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護: ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; /** * 內部公開的文檔打印 * */ public class InternalPrint extends PrintTask { @Override public void print(String text) { Printer.printHeader("內部公開"); Printer.printText(text); Printer.printTextWaterMark("培訓資料"); } } ~~~ PublicPrint.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護: ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; import java.awt.Image; /** * 對外宣傳的文檔打印 * */ public class PublicPrint extends PrintTask { private Image _logo; @Override public void print(String text) { Printer.printText(text); Printer.printImgWaterMark(_logo); } } ~~~ 文檔打印系統實現如下： PrintServer?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; /** * 文檔打印系統 * */ public class PrintServer { /** * 執行打印任務 * @param task * @param text */ public static void executePrintTask(PrintTask task, String text){ log(); task.print(text); audit(); } /** * 記錄日志 */ private static void log(){ //省略具體實現代碼 } /** * 記錄審計相關信息 */ private static void audit(){ //省略具體實現代碼 } } ~~~ 定義好不同的打印任務后，每個部門根據自己的需要，選擇不同的任務發給文檔打印系統。例如，A部門的打印處理如下： SecretDepartment.java??--?A部門負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator; /** * A部門的打印處理 * */ public class SecretDepartment { public void print(String text){ PrintTask task = new SecretPrint(); //PrintServer即“文檔打印系統” PrintServer.executePrintTask(task, text); } } ~~~ 傳統方法使用類繼承來封裝變化的打印需求，當面對變化時，存在如下問題： 1）新增部門的時候，需要文檔打印系統提供一個新的打印任務類，將導致出現大量的***Print類；例如：新建了一個D部門，D部門只需要打印純文本即可，那么已有的SecretPrint、InternalPrint、PublicPrint類都無法滿足需求，必須新增一個PurePrint的類； 2）某個部門的打印需求變更的時候，需要改變已有的***Print類；例如：C部門希望在對外宣傳材料的頁眉上打印公司名稱，則需要修改PublicPrint類。 **【設計模式方法】** 設計模式封裝變化的方法就是Decorator模式。Decorator模式定義如下： “動態的給一個對象添加一些額外的職責” ? 《設計模式》一書中關于Decorator模式的描述并不很直觀，我理解Decorator模式為“通過聚合的方式將動態變化的職責組合起來”。 ? 我們詳細看看Decorator模式是如何封裝變化的。首先，將變化的職責封裝為獨立的類。傳統方式實現中，不同的職責是對應不同的函數調用，而設計模式中，不同的職責是不同的類；其次，通過聚合將變化的職責組合起來。傳統方式中，不同職責的組合是通過在一個函數中寫多行代碼來體現的，而設計模式中，通過對象的聚合將不同職責組合起來。 **【Decorator模式結構】** ![](https://box.kancloud.cn/2016-01-20_569f5ccb46f4b.jpg) Component：定義一個對象接口（對應結構圖中的operation函數），可以給這些對象動態添加職責 ConcreteComponent：定義一個對象，這個對象是實際的Component，將被Decorator修飾 Decorator：定義修飾對象的接口，Decorator實現的關鍵在于聚合了一個Component對象 ConcreteDecorator：具體的修飾對象 **【代碼實現】** 使用Decorator設計模式實現的文檔打印系統代碼如下： *********************類設計***************************** PrintComponent.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; /** * 打印組件的父類 * */ abstract public class PrintComponent { abstract public void print(); } ~~~ PrintDecorator.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; /** * 修飾的打印任務，對應Decorator模式中的Decorator * Decorator可以聚合ConcreteComponent或者其他Decorator * 這樣可以使得打印任務能夠嵌套執行下去，直到最后完成所有打印任務 * */ public abstract class PrintDecorator extends PrintComponent { abstract public void print(); } ~~~ TextComponent.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 文本打印，對應Decorator模式中的ConcreteComponent * 打印任務到ConcreteComponent就算真正完成了 * */ public class TextComponent extends PrintComponent { private String _text; TextComponent(String text){ this._text = text; } @Override public void print() { Printer.printText(this._text); } } ~~~ HeaderDecorator.java?--?文檔打印系統開發小組負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 頁眉打印 * */ public class HeaderDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; //被修飾的打印組件 private String _text; //需要打印的頁眉內容 /** * 初始化的時候，必須包含其它打印組件comp，這是實現Decorator模式的前提 * 同時也需要指定當前組件所需的參數，不能在print函數的參數中指定， * 因為每個Decorator所需的參數是不一樣的 * @param comp * @param text */ HeaderDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { //打印的時候將當前Decorator和被修飾的Component分開，這是Decorator模式的關鍵 Printer.printHeader(_text); //打印頁眉 //_comp本身如果是Decorator，就會嵌套打印下去 //_comp本身如果不是Decorator，而是ConcreteComponent，則打印任務到此結束 _comp.print(); } } ~~~ FooterDecorator.java ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 頁腳打印，和頁眉打印類似，此處省略相同的注釋代碼 * */ public class FooterDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; private String _text; FooterDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printFooter(_text); //打印頁腳 _comp.print(); } } ~~~ TextWatermarkDecorator.java ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 文本水印打印，和頁眉打印類似，此處省略相同的注釋代碼 * */ public class TextWatermarkDecorator extends PrintDecorator{ private PrintComponent _comp; private String _text; TextWatermarkDecorator(PrintComponent comp, String text) { this._comp = comp; this._text = text; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printTextWaterMark(_text); //打印文本水印 _comp.print(); } } ~~~ ImgWatermarkDecorator.java ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; import java.awt.Image; import com.oo.designpattern.decorator.Printer; /** * 圖片水印打印，和頁眉打印類似，此處省略相同的注釋代碼 * */ public class ImgWatermarkDecorator extends PrintDecorator { private PrintComponent _comp; private static Image _logo; //圖片水印只能是公司logo ImgWatermarkDecorator(PrintComponent comp) { this._comp = comp; } /** * 打印 */ @Override public void print() { Printer.printImgWaterMark(ImgWatermarkDecorator._logo); //打印圖片水印 _comp.print(); } } ~~~ PrintServer.java? ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; public class PrintServer { /** * 執行打印任務 * @param comp */ public static void executePrintTask(PrintComponent comp){ log(); comp.print(); audit(); } /** * 記錄日志 */ private static void log(){ //省略具體實現代碼 } /** * 記錄審計相關信息 */ private static void audit(){ //省略具體實現代碼 } } ~~~ *********************類使用***************************** A部門的打印處理如下（**如下代碼請仔細閱讀，特別是注釋部分**）： SecretDepartment.java??--?A部門負責維護 ~~~ package com.oo.designpattern.decorator2; /** * A部門的打印處理，注意與傳統方法中的SecretDepartment類對比 * */ public class SecretDepartment { /** * 打印任務1，對應傳統方式的SecretePrint類 * @param text */ public void print(String text){ /** * 使用Decorator設計模式后，打印任務不再是一個單獨的類SecretPrint類， * 而是通過將多個打印項目聚合成一個打印任務 */ PrintComponent textComp = new TextComponent(text); //注意header聚合了textComp PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "絕密"); //注意footer聚合了header，而不是textComp，這樣就能夠嵌套執行下去 PrintDecorator footer = new FooterDecorator(header, "本文包含絕密信息，請勿泄露！"); //注意watermark聚合了footer，而不是textComp，這樣就能夠嵌套執行下去 PrintDecorator watermark = new TextWatermarkDecorator(footer, "絕密文檔"); //PrintServer即“文檔打印系統”，與傳統的PrintServer相比，這里不需要知道打印的text內容 //text內容已經封裝到TextComponent中去了（對應代碼行14行） PrintServer.executePrintTask(watermark); //注意這里傳遞給打印系統的是最后一個Decorator對象watermark } /** * A部門的第二個打印任務，將文本水印改為圖片水印，并且不再打印頁腳 * @param text */ public void print2(String text){ /** * 新增打印任務，無需文檔管理系統增加新的類，只要A部門自己修改代碼即可 */ PrintComponent textComp = new TextComponent(text); //注意header聚合了textComp PrintDecorator header = new HeaderDecorator(textComp, "絕密"); //注意watermark聚合了header，而不是textComp，這樣就能夠嵌套執行下去 PrintDecorator watermark = new ImgWatermarkDecorator(header); PrintServer.executePrintTask(watermark); } } ~~~ **可以看到，使用了設計模式的方法后，打印業務的變化，可以通過類似數學上的排列組合已有的打印功能來完成，而不再需要新的打印類了。**