Decorator (patrón de diseño)
El patrón Decorator responde a la necesidad de añadir dinámicamente funcionalidad a un Objeto. Esto nos permite no tener que crear sucesivas clases que hereden de la primera incorporando la nueva funcionalidad, sino otras que la implementan y se asocian a la primera.
Motivación
Un ejemplo para poder ver la aplicabilidad del patrón decorador podría ser el siguiente:
- Disponemos de una herramienta para crear interfaces gráficas, que permite añadir funcionalidades como bordes o barras de desplazamiento a cualquier componente de la interfaz.
- Una posible solución sería utilizar la herencia para extender las responsabilidades de la clase. Si optamos por esta solución, estaríamos haciendo un diseño inflexible (estático), ya que el cliente no puede controlar cuándo y cómo decorar el componente con esa propiedad.
- La solución está en encapsular dentro de otro objeto, llamado Decorador, las nuevas responsabilidades. El decorador redirige las peticiones al componente y, además, puede realizar acciones adicionales antes y después de la redirección. De este modo, se pueden añadir decoradores con cualidades añadidas recursivamente.
- En este diagrama de clases, podemos ver que la interfaz decorador implementa la interfaz del componente, redirigiendo todos los métodos al componente visual que encapsula.
- Las subclases decoradoras refinan los métodos del componente, añadiendo responsabilidades.
- También se puede ver que el cliente no necesita hacer distinción entre los componentes visuales decorados y los sin decorar.
Aplicabilidad
- Añadir responsabilidades a objetos individuales de forma dinámica y transparente
- Responsabilidades de un objeto pueden ser retiradas
- Cuando la extensión mediante la herencia no es viable
- Hay una necesidad de extender la funcionalidad de una clase, pero no hay razones para extenderlo a través de la herencia.
- Existe la necesidad de extender dinámicamente la funcionalidad de un objeto y quizás quitar la funcionalidad extendida.
Estructura
Participantes
- Componente
Define la interfaz para los objetos que pueden tener responsabilidades añadidas.
- Componente Concreto
Define un objeto al cual se le pueden agregar responsabilidades adicionales.
- Decorador
Mantiene una referencia al componente asociado. Implementa la interfaz de la superclase Componente delegando en el componente asociado.
- Decorador Concreto
Añade responsabilidades al componente.
Colaboraciones
- El decorador redirige las peticiones al componente asociado.
- Opcionalmente puede realizar tareas adicionales antes y después de redirigir la petición.
Consecuencias
- Más flexible que la herencia. Al utilizar este patrón, se pueden añadir y eliminar responsabilidades en tiempo de ejecución. Además, evita la utilización de la herencia con muchas clases y también, en algunos casos, la herencia múltiple.
- Evita la aparición de clases con muchas responsabilidades en las clases superiores de la jerarquía. Este patrón nos permite ir incorporando de manera incremental responsabilidades.
- Genera gran cantidad de objetos pequeños. El uso de decoradores da como resultado sistemas formados por muchos objetos pequeños y parecidos.
- Puede haber problemas con la identidad de los objetos. Un decorador se comporta como un envoltorio transparente. Pero desde el punto de vista de la identidad de objetos, estos no son idénticos, por lo tanto no deberíamos apoyarnos en la identidad cuando estamos usando decoradores.
Implementación
El patrón Decorator soluciona este problema de una manera mucho más sencilla y extensible.
Se crea a partir de Ventana la subclase abstracta VentanaDecorator y, heredando de ella, BordeDecorator y BotonDeAyudaDecorator. VentanaDecorator encapsula el comportamiento de Ventana y utiliza composición recursiva para que sea posible añadir tantas "capas" de Decorators como se desee. Podemos crear tantos Decorators como queramos heredando de VentanaDecorator.
Ejemplo C++
//[Clase Component] ver diagrama de clases class IVentanaAbstracta { public: virtual void Dibujar() = 0; }; //[Clase ConcreteComponent] ver diagrama de clases, Clase que se desea decorar class Ventana : public IVentanaAbstracta { public: void Dibujar() { std::cout << " Ventana "; } }; //[Clase Decorator] ver diagrama de clases class VentanaDecorator : public IVentanaAbstracta { public: VentanaDecorator(IVentanaAbstracta* ventanaAbstracta) { _VentanaAbstracta = ventanaAbstracta; } virtual void Dibujar() = 0; protected: IVentanaAbstracta* _VentanaAbstracta; }; //[Clase ConcreteDecorator] ver diagrama de clases class BordeDecorator : public VentanaDecorator { public: BordeDecorator(IVentanaAbstracta* ventanaAbstracta) : VentanaDecorator(ventanaAbstracta) { } virtual void Dibujar() { std::cout << "|"; _VentanaAbstracta->Dibujar(); std::cout << "|"; } }; //[Clase ConcreteDecorator] ver diagrama de clases class BotonDeAyudaDecorator : public VentanaDecorator { public: BotonDeAyudaDecorator(IVentanaAbstracta* ventanaAbstracta) : VentanaDecorator(ventanaAbstracta) { } virtual void Dibujar() { _VentanaAbstracta->Dibujar(); std::cout << "[Boton de Ayuda]"; } }; int main() { BotonDeAyudaDecorator* ventanaConBotonDeAyuda = new BotonDeAyudaDecorator(new Ventana()); ventanaConBotonDeAyuda->Dibujar(); std::cout << std::endl; BordeDecorator* ventanaConBotonDeAyudaYBorde = new BordeDecorator(ventanaConBotonDeAyuda); ventanaConBotonDeAyudaYBorde->Dibujar(); std::cout << std::endl; BordeDecorator* ventanaConBorde = new BordeDecorator(new Ventana()); ventanaConBorde->Dibujar(); std::cout << std::endl; BordeDecorator* ventanaConDobleBorde = new BordeDecorator(ventanaConBorde); ventanaConDobleBorde->Dibujar(); std::cout << std::endl; delete ventanaConBotonDeAyuda; delete ventanaConBotonDeAyudaYBorde; delete ventanaConBorde; delete ventanaConDobleBorde; return 0; }
Ejemplo C#
using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; namespace Decorator { class Program { static void Main(string[] args) { BotonDeAyudaDecorator ventanaConBotonDeAyuda = new BotonDeAyudaDecorator(new Ventana()); BordeDecorator ventanaConBotonDeAyudaYBorde = new BordeDecorator(ventanaConBotonDeAyuda); ventanaConBotonDeAyudaYBorde.Dibujar(); Console.WriteLine(); BordeDecorator ventanaConBorde = new BordeDecorator(new Ventana()); ventanaConBorde.Dibujar(); Console.WriteLine(); BordeDecorator ventanaConDobleBorde = new BordeDecorator(ventanaConBorde); ventanaConDobleBorde.Dibujar(); Console.WriteLine(); BordeDecorator ventanaConDobleBordeYBotonDeAyuda = new BordeDecorator(new BordeDecorator(ventanaConBotonDeAyuda)); ventanaConDobleBordeYBotonDeAyuda.Dibujar(); Console.WriteLine(); Console.Read(); } //[Clase Component] ver diagrama de clases public interface IVentanaAbstracta { void Dibujar(); } //[Clase ConcreteComponent] ver diagrama de clases, Clase que se desea decorar public class Ventana : IVentanaAbstracta { public void Dibujar() { Console.Write(" Ventana "); } } //[Clase Decorator] ver diagrama de clases public abstract class VentanaDecorator : IVentanaAbstracta { public VentanaDecorator(IVentanaAbstracta ventanaAbstracta) { _VentanaAbstracta = ventanaAbstracta; } protected IVentanaAbstracta _VentanaAbstracta; public abstract void Dibujar(); } //[Clase ConcreteDecorator] ver diagrama de clases public class BordeDecorator : VentanaDecorator { public BordeDecorator(IVentanaAbstracta ventanaAbstracta) : base(ventanaAbstracta) { } public override void Dibujar() { Console.Write("|"); _VentanaAbstracta.Dibujar(); Console.Write("|"); } } //[Clase ConcreteDecorator] ver diagrama de clases public class BotonDeAyudaDecorator : VentanaDecorator { public BotonDeAyudaDecorator(IVentanaAbstracta ventanaAbstracta) : base(ventanaAbstracta) { } public override void Dibujar() { _VentanaAbstracta.Dibujar(); Console.Write("[Boton de Ayuda]"); } } } }
Ejemplo Java
public abstract class Componente{ abstract public void operacion(); } public class ComponenteConcreto extends Componente{ public void operacion(){ System.out.println("ComponenteConcreto.operacion()"); } } public abstract class Decorador extends Componente{ private Componente componente; public Decorador(Componente componente){ this.componente = componente; } public void operacion(){ componente.operacion(); } } public class DecoradorConcretoA extends Decorador{ private String propiedadAñadida; public DecoradorConcretoA(Componente componente){ super(componente); } public void operacion(){ super.operacion(); this.propiedadAñadida = "Nueva propiedad"; System.out.println("DecoradorConcretoA.operacion()"); } } public class DecoradorConcretoB extends Decorador{ public DecoradorConcretoB(Componente componente){ super(componente); } public void operacion(){ super.operacion(); comportamientoAñadido(); System.out.println("DecoradorConcretoB.operacion()"); } public void comportamientoAñadido(){ System.out.println("Comportamiento B añadido"); } } public class Cliente{ public static void main(String[] args){ ComponenteConcreto c = new ComponenteConcreto(); DecoradorConcretoA d1 = new DecoradorConcretoA(c); DecoradorConcretoB d2 = new DecoradorConcretoB(d1); d2.operacion();//output: "ComponenteConcreto.operacion()\n DecoradorConcretoA.operacion()\n Comportamiento B añadido\n DecoradorConcretoB.operacion()" } }
Ejemplo Python
def establecer_costo_decorator(funcion): def envoltorio1(instancia, costo): funcion(instancia, costo) return envoltorio1 def obtener_costo_decorator(costo_adicional): def envoltorio1(funcion): def envoltorio2(instancia): return funcion(instancia) + costo_adicional return envoltorio2 return envoltorio1 class Cafe(object): @establecer_costo_decorator def establecer_costo(self, costo): self.costo = costo @obtener_costo_decorator(0.5) @obtener_costo_decorator(0.7) @obtener_costo_decorator(0.2) def obtener_costo(self): return self.costo cafe = Cafe() cafe.establecer_costo(1.0) print (cafe.obtener_costo()) # 2.4
Ejemplo de PHP
<?php interface iCoffee { public function getBaseCost(); } class Coffee implements iCoffee { protected $_baseCost = 0; public function getBaseCost() { return $this->_baseCost; } } class BlackCoffee extends Coffee { public function __construct() { $this->_baseCost = 5; } } abstract class CoffeeDecorator implements iCoffee { protected $_coffee; public function __construct(iCoffee $Coffee) { $this->_coffee = $Coffee; } } class WithCream extends CoffeeDecorator { public function getBaseCost() { return $this->_coffee->getBaseCost() + 1.5; } } class WithMilk extends CoffeeDecorator { public function getBaseCost() { return $this->_coffee->getBaseCost() + 4; } } class WithChocolate extends CoffeeDecorator { public function getBaseCost() { return $this->_coffee->getBaseCost() + 5; } } $coffee = new WithChocolate(new WithMilk(new WithCream(new BlackCoffee()))); echo 'El precio del cafe es: $' . $coffee->getBaseCost();
Ejemplo Delphi
Dividimos la implementación del decorador en un paquete llamado PaqueteDecorador.bpl (código a continuación)
unit PruebaDecorador; interface type IBebida = interface ['{C58DD7FD-EA4A-4419-A9DF-CED5D260810A}'] function getDescripcion : String; function precio : Real; end; TCafe = class(TInterfacedObject, IBebida) private FDescripcion : String; public constructor Create; function getDescripcion : String; function precio : Real; end; TLeche = class(TInterfacedObject, IBebida) private FDescripcion : String; public constructor Create; function getDescripcion : String; function precio : Real; end; TIngredientes = class(TInterfacedObject, IBebida) function getDescripcion : String; virtual; abstract; function precio : Real; virtual; abstract; end; TChocolate = class(TIngredientes) private FDescripcion : String; FBebida : IBebida; public constructor Create(TObject : IBebida); function getDescripcion : String; override; function precio : Real; override; end; TCereales = class(TIngredientes) private FDescripcion : String; FBebida : IBebida; public constructor Create(TObject : IBebida); function getDescripcion : String; override; function precio : Real; override; end; implementation uses Spring.Container, Spring.Services ; { TBebida } constructor TCafe.Create; begin FDescripcion := 'Cafe'; end; function TCafe.getDescripcion: String; begin Result := FDescripcion; end; function TCafe.precio: Real; begin Result := 1.00; end; { TChocolate } constructor TChocolate.Create(TObject: IBebida); begin FDescripcion := 'Chocolate (ing)'; FBebida := TObject; end; function TChocolate.getDescripcion: String; begin Result := FDescripcion + ' ' + FBebida.getDescripcion; end; function TChocolate.precio: Real; begin Result := 0.5 + FBebida.precio; end; { TCereales } constructor TCereales.Create(TObject: IBebida); begin FDescripcion := 'Cereales (ing)'; FBebida := TObject; end; function TCereales.getDescripcion: String; begin Result := FDescripcion + ' ' + FBebida.getDescripcion; end; function TCereales.precio: Real; begin Result := 0.2 + FBebida.precio; end; { TLeche } constructor TLeche.Create; begin FDescripcion := 'Leche'; end; function TLeche.getDescripcion: String; begin Result := FDescripcion; end; function TLeche.precio: Real; begin Result := 0.75; end; initialization GlobalContainer.RegisterType<TCafe>.Implements<IBebida>('Cafe'); GlobalContainer.RegisterType<TLeche>.Implements<IBebida>('Leche'); GlobalContainer.RegisterType<TChocolate>.Implements<IBebida>('Chocolate'); GlobalContainer.RegisterType<TCereales>.Implements<IBebida>('Cereales'); GlobalContainer.Build; end.
y el código desde el que se invoca el paquete
program ConsolaDecorador; {$APPTYPE CONSOLE} {$R *.res} uses System.SysUtils, Spring.Services, // ServiceLocator PruebaDecorador; var cafe, leche: IBebida; begin try cafe := ServiceLocator.GetService<IBebida>('Cafe'); cafe := TChocolate.Create(cafe); cafe := TCereales.Create(cafe); writeln(cafe.precio); writeln(cafe.getDescripcion); leche := ServiceLocator.GetService<IBebida>('Leche'); leche := TChocolate.Create(leche); leche := TChocolate.Create(leche); writeln(leche.precio); writeln(leche.getDescripcion); except on E: Exception do Writeln(E.ClassName, ': ', E.Message); end; readln; end.
Enlaces externos
- Patrón Decorator: explicación y modelo UML
- Patrón Decorator en PHP
- Datos: Q23839
- Multimedia: Decorator pattern / Q23839