装饰模式

概述

装饰器模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责或者行为，就增加功能来说，Decorator 模式相比生成子类更为灵活。

装饰器模式提供了改变子类的灵活方案，装饰器模式在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态的扩展一个对象的功能，它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。

当用于一组子类时，装饰器模式更加有用。如果你拥有一组子类（从一个父类派生而来），你需要在不依赖子类的情况下添加额外的特性，你可以使用装饰器模式，以避免代码重复和具体子类数量的增加。

适用性

在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
处理那些可以撤消的职责。
当不能采用生成子类的方法进行扩充，一种情况是，可能有大量独立的扩展
为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。
另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

结构

decorator

抽象组件角色(Component)

定义一个对象接口，以规范准备接受附加责任的对象，即可以给这些对象动态地添加职责。

具体组件角色(ConcreteComponent)

被装饰者，定义一个将要被装饰增加功能的类，可以给这个类的对象添加一些职责

抽象装饰器(Decorator)

维持一个指向构件 Component 对象的实例，并定义一个与抽象组件角色 Component 接口一致的接口

具体装饰器角色（ConcreteDecorator)

向组件添加职责。

实现

/**
* 组件接口，定义组件规则
*/
public abstract class Component {
   public abstract void operation();
}

/**
* 具体组件，被装饰者实例
*/
public class ConcreteComponent extends Component {
   @Override
   public void operation() {
       System.out.println("具体组件");
   }
}

/**
* 装饰者父类
*/
public class Decorator extends Component {
   private Component component;

   public void setComponent(Component compontent){
       this.component = compontent;
   }
   
   @Override
   public void operation() {
       if (component != null){
           component.operation();
       }
   }
}

/**
* 具体装饰者
*/
public class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
   private String addState; //标识区分其他ConcreteDecorator

   public void operation(){
       super.operation();
       addState = "new State";
       System.out.println("具体装饰A");
   }
}

/**
* 具体装饰者
*/
public class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
   public void operation(){
       super.operation();
       addOperation();
   }

   public void addOperation(){
   			System.out.println("具体装饰B");
   }
}

public class DecoratorTest {
   @Test
   public void test() {
       ConcreteComponent component = new ConcreteComponent();
       ConcreteDecoratorA decoratorA = new ConcreteDecoratorA();
       ConcreteDecoratorB decoratorB = new ConcreteDecoratorB();

       decoratorA.setComponent(component);
       decoratorB.setComponent(decoratorA);
       decoratorB.operation();
   }
}

结果

具体组件
具体装饰A
具体装饰B

装饰者模式的应用

Java 中 IO 流的设计就大量运用了装饰模式:

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream("..")));

java.io.BufferedInputStream(InputStream)
java.io.DataInputStream(InputStream)
java.io.BufferedOutputStream(OutputStream)
java.util.zip.ZipOutputStream(OutputStream)
java.util.Collections#checked[List|Map|Set|SortedSet|SortedMap]

分析

装饰模式的特点

装饰对象和真实对象有相同的接口，这样客户端对象就可以以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。
装饰对象包含一个真实对象的索引（reference）
装饰对象接受所有的来自客户端的请求，它把这些请求转发给真实的对象。
装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时，不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中，通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。

Decorator 模式优缺点

比静态继承更灵活：与对象的静态继承（多重继承）相比，Decorator 模式提供了更加灵活的向对象添加职责的方式。可以用添加和分离的方法，用装饰在运行时刻增加和删除职责。相比之下，继承机制要求为每个添加的职责创建一个新的子类。这会产生许多新的类，并且会增加系统的复杂度。此外，为一个特定的 Component 类提供多个不同的 Decorator 类，这就使得你可以对一些职责进行混合和匹配。使用 Decorator 模式可以很容易地重复添加一个特性。
避免在层次结构高层的类有太多的特征 Decorator 模式提供了一种“即用即付”的方法来添加职责。它并不试图在一个复杂的可定制的类中支持所有可预见的特征，相反，你可以定义一个简单的类，并且用 Decorator 类给它逐渐地添加功能。可以从简单的部件组合出复杂的功能。这样，应用程序不必为不需要的特征付出代价。同时更易于不依赖于 Decorator 所扩展（甚至是不可预知的扩展）的类而独立地定义新类型的 Decorator。扩展一个复杂类的时候，很可能会暴露与添加的职责无关的细节。
Decorator 与它的 Component 不一样，Decorator 是一个透明的包装。如果我们从对象标识的观点出发，一个被装饰了的组件与这个组件是有差别的，因此，使用装饰不应该依赖对象标识。

装饰器模式与其他相关模式

Adapter 模式

Decorator 模式不同于 Adapter 模式，因为装饰仅改变对象的职责而不改变它的接口，而适配器将给对象一个全新的接口。

Composite 模式

可以将装饰视为一个退化的、仅有一个组件的组合。然而，装饰仅给对象添加一些额外的职责—它的目的不在于对象聚集。

Strategy 模式

用一个装饰你可以改变对象的外表；而 Strategy 模式使得你可以改变对象的内核，这是改变对象的两种途径。

总结

使用装饰器设计模式设计类的目标是：不必重写任何已有的功能性代码，而是在对象上应用增量变化。
装饰器设计模式采用这样的构建方式：在主代码流中应该能够直接插入一个或多个更改或“装饰”目标对象的装饰器，同时不影响其他代码流。
Decorator 模式采用对象组合而非继承的手法，实现了在运行时动态的扩展对象功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能，避免了单独使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。同时它很好地符合面向对象设计原则中“优先使用对象组合而非继承”和“开放-封闭”原则。

概述​

适用性​

结构​

抽象组件角色(Component)​

具体组件角色(ConcreteComponent)​

抽象装饰器(Decorator)​

具体装饰器角色（ConcreteDecorator)​

实现​

结果​

装饰者模式的应用​

分析​

装饰模式的特点​

Decorator 模式优缺点​

装饰器模式与其他相关模式​

Adapter 模式​

Composite 模式​

Strategy 模式​

总结​

概述

适用性

结构