设计模式之装饰者模式(Decorator Pattern)

装饰模式的定义与特点

装饰（Decorator）模式的定义：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。

装饰（Decorator）模式的主要优点有：

• 采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
• 可以设计出多个不同的具体装饰类，创造出多个不同行为的组合。

其主要缺点是：装饰模式增加了许多子类，如果过度使用会使程序变得很复杂。

装饰模式的结构与实现

通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。

模式的结构

装饰模式主要包含以下角色。

1. 抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
2. 具体构件（Concrete Component）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
3. 抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
4. 具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。
   装饰模式的结构图如下图所示
   

模式的代码实现

package decorator;
public class DecoratorPattern
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Component p=new ConcreteComponent();
        p.operation();
        System.out.println("---------------------------------");
        Component d=new ConcreteDecorator(p);
        d.operation();
    }
}
//抽象构件角色
interface  Component
{
    public void operation();
}
//具体构件角色
class ConcreteComponent implements Component
{
    public ConcreteComponent()
    {
        System.out.println("创建具体构件角色");       
    }   
    public void operation()
    {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");           
    }
}
//抽象装饰角色
class Decorator implements Component
{
    private Component component;   
    public Decorator(Component component)
    {
        this.component=component;
    }   
    public void operation()
    {
        component.operation();
    }
}
//具体装饰角色
class ConcreteDecorator extends Decorator
{
    public ConcreteDecorator(Component component)
    {
        super(component);
    }   
    public void operation()
    {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction()
    {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");           
    }
}

装饰者模式应用实例

以星巴克咖啡订单项目为例（咖啡馆）:

类图设计

代码实现

使用装饰者模式解决咖啡订单问题

装饰者模式在JDK中的应用举例

Java的IO结构中，FilterInputStream就是一个装饰者

源码分析

import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

public class Decorator {

	public static void main(String[] args) throws Exception{
		// TODO Auto-generated method stub
		
		//说明
		//1. InputStream 是抽象类, 类似我们前面讲的 Drink
		//2. FileInputStream 是  InputStream 子类，类似我们前面的 DeCaf, LongBlack
		//3. FilterInputStream  是  InputStream 子类：类似我们前面 的 Decorator 修饰者
		//4. DataInputStream 是 FilterInputStream 子类，具体的修饰者，类似前面的 Milk, Soy 等
		//5. FilterInputStream 类 有  protected volatile InputStream in; 即含被装饰者
		//6. 分析得出在jdk 的io体系中，就是使用装饰者模式
		
		DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("d:\\abc.txt"));
		System.out.println(dis.read());
		dis.close();
	}

}