| Декоратор | |
|---|---|
| Decorator | |
 | |
| Тип | структурный |
| Назначение | для динамического подключения к объекту дополнительных обязательств |
| Плюсы |
|
| Родственные шаблоны | Фасад, Адаптер |
| Описан в Design Patterns | Да |
Декоратор (англ. Decorator) — структурный шаблон проектирования, предназначенный для динамического подключения дополнительного поведения к объекту. Шаблон Декоратор предоставляет гибкую альтернативу практике создания подклассов с целью расширения функциональности.
Основные характеристики
Задача
Объект, который предполагается использовать, выполняет основные функции. Однако может потребоваться добавить к нему некоторую дополнительную функциональность, которая будет выполняться до, после или даже вместо основной функциональности объекта.
Способ решения
Декоратор предусматривает расширение функциональности объекта без определения подклассов.
Участники
Класс ConcreteComponent — класс, в который с помощью шаблона Декоратор добавляется новая функциональность. В некоторых случаях базовая функциональность предоставляется классами, производными от класса ConcreteComponent. В подобных случаях класс ConcreteComponent является уже не конкретным, а абстрактным. Абстрактный класс Component определяет интерфейс для использования всех этих классов.
Следствия
- Добавляемая функциональность реализуется в небольших объектах. Преимущество состоит в возможности динамически добавлять эту функциональность до или после основной функциональности объекта
ConcreteComponent. - Позволяет избегать перегрузки функциональными классами на верхних уровнях иерархии
- Декоратор и его компоненты не являются идентичными
Реализация
Создаётся абстрактный класс, представляющий как исходный класс, так и новые, добавляемые в класс функции. В классах-декораторах новые функции вызываются в требуемой последовательности — до или после вызова последующего объекта.
При желании остаётся возможность использовать исходный класс (без расширения функциональности), если на его объект сохранилась ссылка.
Замечания и комментарии
- Хотя объект-декоратор может добавлять свою функциональность до или после функциональности основного объекта, цепочка создаваемых объектов всегда должна заканчиваться объектом класса
ConcreteComponent. - Базовые классы языка Java широко используют шаблон Декоратор для организации обработки операций ввода-вывода.
- И декоратор, и адаптер являются обёртками вокруг объекта — хранят в себе ссылку на оборачиваемый объект и часто передают в него вызовы методов. Отличие декоратора от адаптера в том, что адаптер имеет внешний интерфейс, отличный от интерфейса оборачиваемого объекта, и используется именно для стыковки разных интерфейсов. Декоратор же имеет точно такой же интерфейс, и используется для добавления функциональности.
- Для расширения функциональности класса возможно использовать как декораторы, так и стратегии. Декораторы оборачивают объект снаружи, стратегии же вставляются в него внутрь по неким интерфейсам.
- Недостаток стратегии: класс должен быть спроектирован с возможностью вставления стратегий, декоратор же не требует такой поддержки.
- Недостаток декоратора: он оборачивает ровно тот же интерфейс, что предназначен для внешнего мира, что вызывает смешение публичного интерфейса и интерфейса кастомизации, которое не всегда желательно.
Применение шаблона
Драйверы-фильтры в ядре Windows (архитектура WDM (Windows Driver Model)) представляют собой декораторы. Несмотря на то, что WDM реализована на не-объектном языке Си, в ней чётко прослеживаются паттерны проектирования — декоратор, цепочка обязанностей, и команда (объект IRP).
Архитектура COM (Component Object Model) не поддерживает наследование реализаций, вместо него предлагается использовать декораторы (в данной архитектуре это называется «агрегация»). При этом архитектура решает (с помощью механизма pUnkOuter) проблему object identity, возникающую при использовании декораторов — identity агрегата есть identity его самого внешнего декоратора.
Примеры
Java
Пример на языке Java
public interface InterfaceComponent {
void doOperation();
}
class MainComponent implements InterfaceComponent {
@Override
public void doOperation() {
System.out.print("World!");
}
}
abstract class Decorator implements InterfaceComponent {
protected InterfaceComponent component;
public Decorator (InterfaceComponent c) {
component = c;
}
@Override
public void doOperation() {
component.doOperation();
}
public void newOperation() {
System.out.println("Do Nothing");
}
}
class DecoratorSpace extends Decorator {
public DecoratorSpace(InterfaceComponent c) {
super(c);
}
@Override
public void doOperation() {
System.out.print(" ");
super.doOperation();
}
@Override
public void newOperation() {
System.out.println("New space operation");
}
}
class DecoratorComma extends Decorator {
public DecoratorComma(InterfaceComponent c) {
super(c);
}
@Override
public void doOperation() {
System.out.print(",");
super.doOperation();
}
@Override
public void newOperation() {
System.out.println("New comma operation");
}
}
class DecoratorHello extends Decorator {
public DecoratorHello(InterfaceComponent c) {
super(c);
}
@Override
public void doOperation() {
System.out.print("Hello");
super.doOperation();
}
@Override
public void newOperation() {
System.out.println("New hello operation");
}
}
class Main {
public static void main (String... s) {
Decorator c = new DecoratorHello(new DecoratorComma(new DecoratorSpace(new MainComponent())));
c.doOperation(); // Результат выполнения программы "Hello, World!"
c.newOperation(); // New hello operation
}
}
C#
Пример на языке C#
using System;
namespace Decorator
{
class MainApp
{
static void Main()
{
// Create ConcreteComponent and two Decorators
ConcreteComponent c = new ConcreteComponent();
ConcreteDecoratorA dA = new ConcreteDecoratorA();
ConcreteDecoratorB dB = new ConcreteDecoratorB();
// Link decorators
dA.SetComponent(c);
dB.SetComponent(dA);
dA.Operation();
Console.WriteLine();
dB.Operation();
// Wait for user
Console.Read();
}
}
/// <summary>
/// Component - компонент
/// </summary>
/// <remarks>
/// <li>
/// <lu>определяем интерфейс для объектов, на которые могут быть динамически
/// возложены дополнительные обязанности;</lu>
/// </li>
/// </remarks>
abstract class Component
{
public abstract void Operation();
}
/// <summary>
/// ConcreteComponent - конкретный компонент
/// </summary>
/// <remarks>
/// <li>
/// <lu>определяет объект, на который возлагается дополнительные обязанности</lu>
/// </li>
/// </remarks>
class ConcreteComponent : Component
{
public override void Operation()
{
Console.Write("Привет");
}
}
/// <summary>
/// Decorator - декоратор
/// </summary>
/// <remarks>
/// <li>
/// <lu>хранит ссылку на объект <see cref="Component"/> и определяет интерфейс,
/// соответствующий интерфейсу <see cref="Component"/></lu>
/// </li>
/// </remarks>
abstract class Decorator : Component
{
protected Component component;
public void SetComponent(Component component)
{
this.component = component;
}
public override void Operation()
{
if (component != null)
{
component.Operation();
}
}
}
/// <summary>
/// ConcreteDecoratorA - конкретный декоратор
/// </summary>
/// <remarks>
/// <li>
/// <lu>Выполняет основную задачу</lu>
/// </li>
/// </remarks>
class ConcreteDecoratorA : Decorator
{
public override void Operation()
{
base.Operation();
}
}
/// <summary>
/// ConcreteDecorator - конкретный декоратор
/// </summary>
/// <remarks>
/// <li>
/// <lu>Выполняет основную задачу + дополнительную</lu>
/// </li>
/// </remarks>
class ConcreteDecoratorB : Decorator
{
public override void Operation()
{
base.Operation();
Console.Write(" Мир!");
}
}
}
C++
Пример на языке С++
#include <iostream>
#include <memory>
class IComponent {
public:
virtual void operation() = 0;
virtual ~IComponent(){}
};
class Component : public IComponent {
public:
virtual void operation() {
std::cout<<"World!"<<std::endl;
}
};
class DecoratorOne : public IComponent {
std::shared_ptr<IComponent> m_component;
public:
DecoratorOne(IComponent* component): m_component(component) {}
virtual void operation() {
std::cout << ", ";
m_component->operation();
}
};
class DecoratorTwo : public IComponent {
std::shared_ptr<IComponent> m_component;
public:
DecoratorTwo(IComponent* component): m_component(component) {}
virtual void operation() {
std::cout << "Hello";
m_component->operation();
}
};
int main() {
DecoratorTwo obj(new DecoratorOne(new Component()));
obj.operation(); // prints "Hello, World!\n"
return 0;
}
D
Пример на языке D
import std.stdio;
abstract class TFigure
{
protected:
string name;
public:
string GetInfo();
}
static class TEmpty: TFigure
{
public:
string GetInfo()
{
return "";
};
}
class TCircle: TFigure
{
protected:
TFigure figure;
public:
this(TFigure theFigure)
{
figure = theFigure;
name = " circle ";
}
string GetInfo()
{
return (name ~ figure.GetInfo());
}
}
class TBar: TFigure
{
protected:
TFigure figure;
public:
this(TFigure theFigure)
{
figure = theFigure;
name = " bar ";
}
string GetInfo()
{
return (figure.GetInfo() ~ name);
}
}
void main()
{
TFigure figures = new TBar(new TCircle(new TBar(new TCircle(new TEmpty()))));
writeln(figures.GetInfo());
}
Python
Пример на языке Python
from abc import ABCMeta, abstractmethod
class IOperator(object):
"""
Интерфейс, который должны реализовать как декоратор,
так и оборачиваемый объект.
"""
__metaclass__ = ABCMeta
@abstractmethod
def operator(self):
pass
class Component(IOperator):
"""Компонент программы"""
def operator(self):
return 10.0
class Wrapper(IOperator):
"""Декоратор"""
def __init__(self, obj):
self.obj = obj
def operator(self):
return self.obj.operator() + 5.0
comp = Component()
comp = Wrapper(comp)
print comp.operator()
# 15.0
PHP
Пример на языке PHP
abstract class AbstractComponent
{
abstract public function operation();
}
class ConcreteComponent extends AbstractComponent
{
public function operation()
{
// ...
}
}
abstract class AbstractDecorator extends AbstractComponent
{
protected $component;
public function __construct(AbstractComponent $component)
{
$this->component = $component;
}
}
class ConcreteDecorator extends AbstractDecorator
{
public function operation()
{
// ... расширенная функциональность ...
$this->component->operation();
// ... расширенная функциональность ...
}
}
$decoratedComponent = new ConcreteDecorator(
new ConcreteComponent()
);
$decoratedComponent->operation();
PHP 5
Пример на языке PHP5, наиболее часто используемый
<?php
interface IText
{
public function show();
}
class TextHello implements IText
{
protected $object;
public function __construct(IText $text) {
$this->object = $text;
}
public function show() {
echo 'Hello';
$this->object->show();
}
}
class TextWorld implements IText
{
protected $object;
public function __construct(IText $text) {
$this->object = $text;
}
public function show() {
echo 'world';
$this->object->show();
}
}
class TextSpace implements IText
{
protected $object;
public function __construct(IText $text) {
$this->object = $text;
}
public function show() {
echo ' ';
$this->object->show();
}
}
class TextEmpty implements IText
{
public function show() {
}
}
$decorator = new TextHello(new TextSpace(new TextWorld(new TextEmpty())));
$decorator->show(); // Hello world
echo '<br />' . PHP_EOL;
$decorator = new TextWorld(new TextSpace(new TextHello(new TextEmpty())));
$decorator->show(); // world Hello
CoffeeScript
Пример на языке CoffeeScript
# Компонент
class Notebook
# Маркетинг
price : 500 # $
# Характеристики
hdd : 320 # GB
ram : 4 # GB
core : 'i5 2.3' # GHz
# Декоратор
class NovaNotebook
constructor : (product) ->
@price = product.price * 1.3
# Декоратор
class ImportNotebook
constructor : (product) ->
@price = product.price * 1.5
# Декоратор
class AppleNotebook
constructor : (product) ->
@price = product.price * 2.1
macBookInRussia = new ImportNotebook new NovaNotebook new AppleNotebook new Notebook
console.log(macBookInRussia.price)
JavaScript
Пример на языке JavaScript
Шаблон декоратор в языках с динамической типизацией может быть применён без интерфейсов и традиционного для ООП наследования.
Этот пример скопирован с английской версии статьи. Расчёт стоимости кофе:
// ConcreteComponent (класс для последующего декорирования)
function Coffee() {
this.cost = function() {
return 1;
};
}
// Decorator A
function Milk(coffee) {
this.cost = function() {
return coffee.cost() + 0.5;
};
}
// Decorator B
function Whip(coffee) {
this.cost = function() {
return coffee.cost() + 0.7;
};
}
// Decorator C
function Sprinkles(coffee) {
this.cost = function() {
return coffee.cost() + 0.2;
};
}
// Можно использовать, например, так:
var coffee = new Milk(new Whip(new Sprinkles(new Coffee())));
alert( coffee.cost() );
// Или более наглядно:
var coffee = new Coffee();
coffee = new Sprinkles(coffee);
coffee = new Whip(coffee);
coffee = new Milk(coffee);
alert(coffee.cost());
Реализация имеющегося выше C# примера. В ConcreteComponent добавлена локальная переменная price, которая будет изменяться как в нём самом, так и декораторах. Имена классов (кроме постфиксов "A" и "B") совпадают с именами участников шаблона.
function Component() {
this.operation = function() { };
this.getPrice = function() { };
this.setPrice = function() { };
}
function ConcreteComponent() {
var price = 10;
this.operation = function() {
price += 4;
alert("ConcreteComponent.operation, price: "+ price);
};
this.getPrice = function() {
return price;
};
this.setPrice = function(val) {
price = val;
};
}
ConcreteComponent.prototype = new Component();
ConcreteComponent.prototype.constructor = ConcreteComponent;
function Decorator() {
var component;
this.setComponent = function(val) {
component = val;
};
this.getComponent = function() {
return component;
};
this.operation = function() {
component.operation();
};
this.getPrice = function() {
return component.getPrice();
};
this.setPrice = function(val) {
component.setPrice(val);
};
}
Decorator.prototype = new Component();
Decorator.prototype.constructor = Decorator;
function ConcreteDecoratorA() {
Decorator.call(this);
var operation = this.operation; // ссылка на метод, определенный в Decorator
this.operation = function() {
this.setPrice(this.getPrice() + 3);
alert("ConcreteDecoratorA.operation, price: "+ this.getPrice());
operation();
};
}
function ConcreteDecoratorB() {
var dublicate = this; // ссылка на инстанцирующийся объект (т.к. this может меняться)
Decorator.call(this);
var operation = this.operation; // ссылка на метод, определенный в Decorator
this.operation = function() {
this.setPrice(this.getPrice() + 1);
alert("ConcreteDecoratorB.operation, price: "+ this.getPrice());
addedBehavior();
operation();
};
function addedBehavior() {
dublicate.setPrice(dublicate.getPrice() + 2);
alert("addedBehavior, price: "+ dublicate.getPrice());
}
}
// использование
c = new ConcreteComponent();
d1 = new ConcreteDecoratorA();
d2 = new ConcreteDecoratorB();
alert("изначальная цена: " + c.getPrice()); // 10
d1.setComponent(c);
d2.setComponent(d1);
d2.operation();
alert("цена после преобразования: " + c.getPrice()); // 20
VB.NET
Пример на языке VB.NET
Namespace Decorator
Class Program
Shared Sub Main()
' Создание ConcreteComponent и двух декораторов
Dim C As New ConcreteComponent()
Dim D1 As New ConcreteDecoratorA()
Dim D2 As New ConcreteDecoratorB()
' Ссылки декоратора
D1.SetComponent(C)
D2.SetComponent(D1)
D2.Operation()
' Ожидание действий от пользователя
Console.Read()
End Sub
End Class
''' <summary>
''' Component - компонент
''' </summary>
''' <remarks>
''' <li>
''' <lu>определяем интерфейс для объектов, на которые могут быть динамически
''' возложены дополнительные обязанности;</lu>
''' </li>
''' </remarks>
MustInherit Class Component
Public MustOverride Sub Operation()
End Class
''' <summary>
''' ConcreteComponent - конкретный компонент
''' </summary>
''' <remarks>
''' <li>
''' <lu>определяет объект, на который возлагается дополнительные обязанности</lu>
''' </li>
''' </remarks>
Class ConcreteComponent
Inherits Component
Public Overrides Sub Operation()
Console.WriteLine("ConcreteComponent.Operation()")
End Sub
End Class
''' <summary>
''' Decorator - декоратор
''' </summary>
''' <remarks>
''' <li>
''' <lu>хранит ссылку на объект <see cref="Component"/> и определяет интерфейс,
''' соответствующий интерфейсу <see cref="Component"/></lu>
''' </li>
''' </remarks>
MustInherit Class Decorator
Inherits Component
Protected component As Component
Public Sub SetComponent(ByVal component As Component)
Me.component = component
End Sub
Public Overrides Sub Operation()
If component IsNot Nothing Then
component.Operation()
End If
End Sub
End Class
''' <summary>
''' ConcreteDecorator - конкретный декоратор
''' </summary>
''' <remarks>
''' <li>
''' <lu>возглагает дополнительные обязанности на компонент.</lu>
''' </li>
''' </remarks>
Class ConcreteDecoratorA
Inherits Decorator
Private addedState As String
Public Overrides Sub Operation()
MyBase.Operation()
addedState = "New State"
Console.WriteLine("ConcreteDecoratorA.Operation()")
End Sub
End Class
' "ConcreteDecoratorB"
Class ConcreteDecoratorB
Inherits Decorator
Public Overrides Sub Operation()
MyBase.Operation()
AddedBehavior()
Console.WriteLine("ConcreteDecoratorB.Operation()")
End Sub
Private Sub AddedBehavior()
End Sub
End Class
End Namespace
Delphi
Языки Delphi и Free Pascal поддерживают class helpers, которые делают ненужным использование шаблона декоратор.
Пример на языке Delphi
program NoMoreDecorators;
type
TMyObject = class
procedure WriteHello;
end;
TMyObjectHelper = class helper for TMyObject
procedure WriteHello(const Name: string); overload;
end;
procedure TMyObject.WriteHello;
begin
writeln('Hello');
end;
procedure TMyObjectHelper.WriteHello(const Name: string);
begin
writeln('Hello, ', Name, '!');
end;
var
o: TMyObject;
begin
o := TMyObject.Create;
o.WriteHello;
o.WriteHello('Jean');
o.Free;
end.
Пример на языке Delphi
program DecoratorPattern;
{$APPTYPE CONSOLE}
uses
SysUtils;
type
TInterfaceComponent = class
public
procedure Operation; virtual; abstract;
end;
type
TConcreteComponent = class(TInterfaceComponent)
public
procedure Operation; override;
end;
procedure TConcreteComponent.Operation;
begin
Write('нельзя');
end;
type
TDecorator = class(TInterfaceComponent)
private
FComponent: TInterfaceComponent;
public
constructor Create(aComponent: TInterfaceComponent);
end;
constructor TDecorator.Create(aComponent: TInterfaceComponent);
begin
FComponent := aComponent;
end;
type
TBeforeDecorator = class(TDecorator)
public
procedure Operation; override;
end;
procedure TBeforeDecorator.Operation;
begin
Write('Казнить, ');
FComponent.Operation;
end;
type
TAfterDecorator = class(TDecorator)
public
procedure Operation; override;
end;
procedure TAfterDecorator.Operation;
begin
FComponent.Operation;
Write(' помиловать');
end;
type
TOverrideDecorator = class(TDecorator)
public
procedure Operation; override;
end;
procedure TOverrideDecorator.Operation;
begin
Write('Любите друг друга!');
end;
var
vSameComponent: TInterfaceComponent;
begin
vSameComponent := TAfterDecorator.Create(TConcreteComponent.Create);
vSameComponent.Operation; // Будет выведено "нельзя помиловать"
Writeln;
vSameComponent := TBeforeDecorator.Create(vSameComponent);
vSameComponent.Operation; // Будет выведено "Казнить, нельзя помиловать"
Writeln;
vSameComponent := TOverrideDecorator.Create(vSameComponent);
vSameComponent.Operation; // Будет выведено "Любите друг друга!"
// Ради упрощения примера уничтожение объектов не показано
ReadLn;
end.
Литература
- Алан Шаллоуей, Джеймс Р. Тротт. Шаблоны проектирования. Новый подход к объектно-ориентированному анализу и проектированию = Design Patterns Explained: A New Perspective on Object-Oriented Design. — М.: «Вильямс», 2002. — С. 288. — ISBN 0-201-71594-5.
- Эрик Фримен, Элизабет Фримен. Паттерны проектирования = Head First Desing Patterns. — СПб: Питер. — 656 с. — ISBN 978-5-459-00435-9.
Ссылки
- Паттерн Decorator (Декоратор) — назначение, описание, особенности и реализация на С++.
 | |
|---|---|
| Основные | |
| Порождающие | |
| Структурные | |
| Поведенческие | |
| Параллельного программирования | |
| Архитектурные | |
| Книги | |
| Персоналии | |
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .