装饰器模式

装饰器模式详解

定义

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，允许动态地向对象添加新功能，而不改变其结构。装饰器模式通过将对象放入包含行为的新对象中，解决了继承的局限性。

核心思想：通过创建一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整的同时，增强其功能。

---

示例代码Java 实现：

// 基础接口
interface Component {
    void operation();
}

// 基础实现类
class ConcreteComponent implements Component {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("基本功能");
    }
}

// 抽象装饰器
abstract class Decorator implements Component {
    protected Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

// 具体装饰器A
class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
    public ConcreteDecoratorA(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        super.operation();
        System.out.println("装饰器A增强功能");
    }
}

// 具体装饰器B
class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
    public ConcreteDecoratorB(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        super.operation();
        System.out.println("装饰器B增强功能");
    }
}

// 测试
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Component component = new ConcreteComponent(); // 原始组件
        Component decoratedComponentA = new ConcreteDecoratorA(component); // 添加装饰器A
        Component decoratedComponentB = new ConcreteDecoratorB(decoratedComponentA); // 添加装饰器B
        decoratedComponentB.operation(); // 执行最终功能
    }
}

输出：

基本功能
装饰器A增强功能
装饰器B增强功能

---

使用场景

1. 动态扩展对象的功能：

• • 当需要为一个对象添加功能，但不希望通过继承或修改已有类来实现。

2. 职责分离：

• • 将核心功能与附加功能分开，实现松耦合。

3. 在运行时组合行为：

• • 根据不同需求动态地组合各种功能。

---

源码中的应用

1. Java I/O 流

• • Java 的 I/O 流类库大量使用了装饰器模式，例如 InputStream、OutputStream 和其装饰类 BufferedInputStream、DataInputStream 等。

InputStream input = new FileInputStream("file.txt");
InputStream bufferedInput = new BufferedInputStream(input);
InputStream dataInput = new DataInputStream(bufferedInput);

2. Spring Framework

• • BeanWrapper：在 Spring 中用于包装 JavaBean，动态地为其添加功能。
  • AOP (Aspect-Oriented Programming) ：Spring AOP 本质上就是通过代理模式和装饰器模式实现，动态增强对象功能。

3. Golang 的 HTTP Handler

• • 在 Go 的 HTTP 中，http.Handler 接口可以通过装饰器动态地添加功能，例如日志、鉴权等。

---

应用场景

1. UI 框架：

• • 为图形组件（如按钮、文本框）添加功能，如滚动条、边框、阴影等。

2. 日志记录：

• • 为日志类动态地添加功能，比如格式化、加密或输出到不同目标。

3. 安全校验：

• • 在访问方法之前动态添加权限检查逻辑。

4. 数据处理：

• • 动态为数据流（如文件、网络流）添加处理能力，如压缩、加密或校验。

---

优缺点

优点：

• 动态扩展对象功能，无需修改类。
• 遵循开闭原则（OCP）。
• 可以组合多个装饰器，灵活性高。

缺点：

• 增加了系统的复杂性。
• 创建过多的装饰器类可能会使代码难以维护。