Шаблон проектирования Decorator (Декоратор)

Описывается структурный шаблон проектирования Decorator, приведены описание и пример реализации на PHP.

Содержание

• Применение
• Структура шаблона
• Реализация
• Итоги

Применение

Шаблон проектирования Decorator применяют в случае, когда предстоит достаточно часто изменять функциональность какого-то компонента приложения. Обычно для расширения функций объекта практикуется создание наследников. Но при большом количестве изменений иерархия очень быстро «растолстеет». Также нередки случаи, когда программист не имеет возможности создавать наследников. В этом случае вам поможет Decorator. Шаблон часто используют в случаях:

• если к компоненту надо добавлять достаточно много небольших функций;
• если требуются однотипные компоненты с небольшими различиями в поведении;
• когда требуется изменить поведение отдельного экземпляра класса не влияя на поведение остальных экземпляров.

Когда и зачем используется шаблон выяснили, теперь хочется сказать, как работает Декоратор. Шаблон помещает целевой объект в объект-обёртку, при этом обёртка(это и есть декоратор) полностью сохраняет прежний функционал целевого объекта, её назначение — добавить новые функции.

Структура шаблона

Итак, при реализации Декоратора, как и в случае с шаблоном Адаптер, вокруг исходного компонента создается обёртка, которая добавляет функционал. Новые функции можно добавлять как до выполнения исходного кода, так и после. Также важно отметить, что интерфейс декоратора совпадает с интерфейсом изменяемого компонента плюс новые функции.

Итак, в реализации шаблона Decorator участвуют такие компоненты.

• IComponent — интерфейс, определяющий набор базовых функций компонента.
• Component — класс, реализующий набор базовых функций, определенный в IComponent.
• AbstractDecorator — абстрактный класс декораторов, определяющий обязательный функционал декораторов-наследников.
• ComponentDecorator1 — класс конкретного декоратора, дополняющий поведение компонента.

Реализация

Теперь приступим к реализации. Что будет в примере?

• Определим интерфейс компонента .
• Создадим класс компонента, реализующий интерфейс.
• Создадим абстрактный класс декоратора, определяющий базовое поведение декораторов.
• Создадим класс конкретного наследника, расширяющий базовый функционал декоратора.

Создадим интерфейс, который будут исполнять компонент и декоратор, для простоты в нем лишь один метод.

declare(strict_types=1);

interface IComponent
{
    public function operation();
}

Теперь создадим класс компонента, который реализует интерфейс абстрактного AbstractComponent.

class Component implements IComponent
{
    public function operation(): void
    {
        // Основная функциональность
    }
}

Создаём абстрактный класс декоратора, на основе которого будут создаваться конкретные декораторы компонента.

abstract class AbstractDecorator implements IComponent
{
    protected IComponent $component;

    public function __construct(IComponent $component)
    {
        $this->component = $component;
    }

    public function operation(): void
    {
        $this->component->operation();
    }
}

Обратите внимание, что при создании объект декоратора получает ссылку на изменяемый компонент. Это позволяет ему сохранить функциональность исходного компонента.

Теперь можно создать класс конкретного декоратора, который реализует функции родителя и добавляет новую функциональность.

class ComponentDecorator1 extends AbstractDecorator
{
    public function operation(): void
    {
        // Расширенная функциональность, выполняемая до основной
        // ...

        $this->component->operation();

        // Расширенная функциональность, выполняемая после основной
        // ...
    }
}

UML диаграмма классов примера выглядит следующим образом.

Итоги

Надеюсь, все достаточно понятно из комментариев. Хочется только отметить следующее. Структурный шаблон Decorator является хорошей альтернативой наследованию, упрощающей код приложения. 
В классе AbstractDecorator задается одна и больше новых функций изменяемого компонента. Кроме того, при создании экземпляра декоратора ему передается ссылка на исходный компонент, это позволяет его использование без изменений.
В классе  ComponentDecorator1 реализуется новое поведение изменяемого компонента. При создании ему передается ссылка на изменяемый объект, она может ссылаться как на исходный компонент, так и предыдущий декоратор, это позволяет строить произвольную цепочку изменений.
К достоинствам Декоратора относится:

• возможность динамически изменять обязанности базового объекта;
• соответствие принципу единой ответственности, т.к. новая операция не добавляется в исходный класс, а выносится в отдельный;
• позволяет заменить чрезмерную иерархию классов в случае наследования на достаточно компактные обертки;
• при использовании нескольких оберток исходный компонент будет иметь их суммарную обработку;
• позволяет комбинировать новые обязанности с помощью различных обёрток.

Из недостатков можно перечислить следующие:

• необходимость создания множества мелких классов при большом количестве изменений;
• громоздкая инициализация в случае длинной цепочки декораторов;
• обработка может зависеть от порядка вызовов декораторов.

Перейти к списку шаблонов проектирования.