《设计模式》装饰者模式
定义：装饰者模式就是指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给对象增加一些职责(额外的功能)的设计模式。
装饰者模式的角色结构：
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。
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。
抽象装饰(Decorator)角色：继承或实现抽象构件，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。
具体装饰(Concrete Decorator)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。
装饰者模式 UML 类图分析如下：
装饰者模式的使用场景：
不能采用继承的方式对系统进行扩充或者采用继承不利于系统扩展和维护时使用，不能采用继承的情况主要有两类：（1）系统中存在大量独立的扩展，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。（2）由于类的定义导致不能继承，如 final 类。
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。
当对象的功能要求可以动态地增加也可以动态地撤销时。
现有一个快餐店的案例：快餐店有炒面、炒饭这些快餐，可以额外附加鸡蛋、火腿、培根这些配菜，当然加配菜需要额外加钱，每个配菜的价钱通常不太一样，那么计算总价就会显得比较麻烦。
使用继承的方式存在的问题：
- 扩展性不好：如果要再加一种配料（火腿肠），就需要给
FriedRice和FriedNoodles分别定义一个子类。如果要新增一个快餐品类（炒河粉）的话，就需要定义更多的子类。 - 产生过多的子类
使用装饰者模式对快餐店案例进行改进，分析的类图如下：
类FastFood
public abstract class FastFood { private float price; private String desc; public FastFood() {} public FastFood(float price, String desc) { this.price = price; this.desc = desc; } public float getPrice() { return price; } public void setPrice(float price) { this.price = price; } public String getDesc() { return desc; } public void setDesc(String desc) { this.desc = desc; } public abstract float cost(); //获取价格 }
类 FiredRice
public class FiredRice extends FastFood{ public FiredRice() { super(10, "炒饭"); } @Override public float cost() { return getPrice(); } }
类FiredNoodles
public class FiredNoodles extends FastFood{ public FiredNoodles() { super(12, "炒面"); } @Override public float cost() { return getPrice(); } }
类Garnish
public abstract class Garnish extends FastFood{ private FastFood fastFood; public FastFood getFastFood() { return fastFood; } public void setFastFood(FastFood fastFood) { this.fastFood = fastFood; } public Garnish(float price, String desc, FastFood fastFood) { super(price, desc); this.fastFood = fastFood; } }
类Egg
public class Egg extends Garnish{ public Egg(FastFood fastFood) { super(1, "鸡蛋", fastFood); } @Override public float cost() { return getPrice() + getFastFood().getPrice(); } @Override public String getDesc() { return super.getDesc() + getFastFood().getDesc(); } }
类Bacon
public class Bacon extends Garnish{ public Bacon(FastFood fastFood) { super(2, "培根", fastFood); } @Override public float cost() { return getPrice() + getFastFood().cost(); } @Override public String getDesc() { return super.getDesc() + getFastFood().getDesc(); } }
客户端调用类Client
public class Client { public static void main(String[] args) { FiredRice food = new FiredRice(); System.out.println(food.getDesc()+food.cost()); FastFood food1 = new FiredRice(); food1 = new Egg(food1); System.out.println(food1.getDesc()+food1.cost()); FastFood food2 = new FiredNoodles(); food2 = new Bacon(food2); System.out.println(food2.getDesc()+food2.cost()); } }
装饰者模式的优点：
- 通过组合不同的装饰者对象来获取具有不同行为状态的多样化的结果，比继承具有更好的扩展性，继承是静态的附加责任，装饰者是动态的附加责任。
- 装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合。
- 装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。
装饰者模式在 JDK 源码中也有应用，FilterInputStream 就是一个装饰者：
InputStream 是抽象类，类似构件 Component
FilterInputStream 是 InputStream 的子类，类似抽象装饰者 Decorator
DataInputStream 是 FilterInputStream 的子类，类似具体的装饰者 ConcreteDecorator
FilterInputStream 类含有被装饰者 protected volatile InputStream in
因此，可以看出 Java 中的 IO 体系结构使用了装饰者模式。
