Ruby装饰器模式实例讲解与设计模式应用方法

时间：2026-08-17 | 作者：游戏探长 | 阅读：0

做面向对象开发的同学，对“继承”这个机制肯定不陌生。给一个类或对象增加行为，继承是最基本的实现方式。比如，现有的类缺少某些方法，或者想在方法上加一些“魅力”，你可能会直接继承这个类，生成一个新类——这种做法确实够直白，但也仅限于此。

继承可以让你在拥有子类自身方法的同时，还能调用父类的全部方法。但问题在于，继承是静态的。用户没法控制增加行为的方式，更没法决定“什么时候”加。那如果希望为一个已经初始化的对象动态添加行为呢？或者，你想继承多个类的行为，又该怎么办？前者只能在运行时完成，后者理论上也能做到，但可能会导致派生出一堆不同的类——这画面想想就头疼。

问题

说到底，核心问题是：如何组织代码，才能轻松地添加一些基础功能、甚至极少用到的特性，而不是一股脑把额外的代码直接塞进类的内部？

解决方案

动态地给一个对象添加一些额外的职责或行为。就增加功能来说，装饰器模式比生成子类要灵活得多。
它提供了一种改变子类的灵活的方案。不必修改原类文件，也不用死磕继承，就能动态扩展一个对象的功能。思路也很直接：创建一个包装对象，由这个“装饰”来包裹真正的业务对象。
应用于一组子类时，装饰器的优势更为明显。如果你拥有一组从同一父类派生出来的子类，且需要独立于子类使用场景来额外添加特性，装饰器模式可以帮你避免代码重复，也避免了具体子类数量的激增。

适用性

什么时候应该考虑使用装饰器模式？

你想在不影响其他对象的前提下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
你需要处理那些可以随时撤销的职责。
当不能采用生成子类的方式来扩充时。一种情况是，可能存在大量独立的扩展，如果采用继承，每种组合都需要一个子类，最终导致子类数量呈爆炸性增长。另一种情况是，类定义可能被隐藏，或者根本不允许生成子类。

实例

先来看一段典型的Ruby装饰器实现。假设你有一个SimpleWriter类，负责向文件写入内容。

class SimpleWriter 
 def initialize(path) 
  @file = File.open(path,"w") 
 end 
  
 def write_line(line) 
  @file.print(line) 
  @file.print("n") 
 end 
  
 def pos 
  @file.pos 
 end 
  
 def rewind 
  @file.rewind 
 end 
  
 def close 
  @file.colse 
 end 
end

接下来定义一个WriterDecorator基类，它持有对真实写对象的引用，并完全袋里其所有方法。

class WriterDecorator 
 def initialize(real_writer) 
  @real_writer = real_writer 
 end 
  
 def write_line(line) 
  @real_writer.write_line(line) 
 end 
  
 def pos 
  @real_writer.pos 
 end 
  
 def rewind 
  @real_writer.rewind 
 end 
  
 def close 
  @real_writer.close 
 end 
end

下面就是真正的装饰器了。比如NumberingWriter，它在写入内容前悄悄加了行号；CheckSummingWriter则会在写的过程中计算字节数的校验和；TimeStampingWriter则会在每行内容前插入当前时间。

class NumberingWriter < WriterDecorator 
 attr :line_number 
 def initialize(real_writer) 
  super(real_writer) 
  @line_number = 1 
 end 
  
 def write_line(line) 
  @real_writer.write_line("#{@line_number}:#{line}") 
  @line_number += 1 
 end 
end 

class CheckSummingWriter < WriterDecorator 
 attr_reader :check_num 
  
 def initialize(real_writer) 
  super(real_writer) 
  @check_num = 0 
 end 
  
 def write_line(line) 
  line.each_byte{|byte| @check_num += byte % 256} 
  @real_writer.write_line(line) 
 end 
end 

class TimeStampingWriter < WriterDecorator 
 def initialize(real_writer) 
  super(real_writer) 
 end 
  
 def write_line(line) 
  @real_writer.write_line("#{Time.now}: #{line}") 
 end 
end

来看看如何使用它们组合装饰。把多个装饰器层层嵌套，就能实现功能的叠加。

sw = SimpleWriter.new("mix.txt") 
nw = NumberingWriter.new(sw) 
tsw = TimeStampingWriter.new(nw) 
csw = CheckSummingWriter.new(tsw) 
csw.write_line("hello,world") 
puts csw.check_num

调用顺序很清晰：最外层装饰器CheckSummingWriter先统计字节数，然后传递给TimeStampingWriter添加时间戳，再交给NumberingWriter加上编号，最后落到SimpleWriter将内容写入文件。这就是装饰器模式的精髓——每层各司其职，灵活组合。

两种Ruby风格的装饰模式应用

在实际的Ruby开发中，装饰器模式有更风格化的实现方式。

（1）使用extend混入模块

不必非得显式定义一个装饰器类。你可以直接把模块混入对象实例，动态扩展方法。

module TimeStampingWriter 
 def write_line(line) 
  super("#{Time.now}:#{line}") 
 end 
end 

module NumberingWriter 
 attr_reader :line_number 
 def write_line(line) 
  @line_number = 1 unless @line_number 
  super("#{@line_number}:#{line}") 
  @line_number += 1 
 end 
end

调用时，后混入的模块优先级高。所以如果想在内容上先加时间戳再加编号，可以这样写：

sw = SimpleWriter.new("out3.txt") 
sw.extend(NumberingWriter) 
sw.extend(TimeStampingWriter) 
sw.write_line("hello,ruby")

（2）使用alias关键字

另一种动态修改对象实例方法的方式是利用alias关键字。这种方法的好处在于，它只影响当前对象，对其他实例没有干扰。

sw1 = SimpleWriter.new("out1.txt") 
class << sw1 
 alias old_write_line write_line 
 def write_line(line) 
  old_write_line("#{Time.now}:#{line}") 
 end 
end 
sw1.write_line("hello,world") 
sw2 = SimpleWriter.new("out2.txt") 
sw2.write_line("hello,world")

你看，sw1写入时会自动带上时间戳，而sw2的内容完全不受影响。这种粒度控制，正是装饰器模式在Ruby中灵活性的体现。

装饰器模式的核心思路很简单：用包装对象包裹真实对象，由这个包装对象来提供额外的功能。就好比你玩游戏时穿装备——盔甲提供防御，戒指增加魔力。每件装备只做一件事，但你可以任意组合，自由搭配。这才是真正面向对象的“弹性”。

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