摘要：裝飾者模式組成結(jié)構(gòu)抽象構(gòu)件給出抽象接口或抽象類，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加功能的對象。裝飾者模式圖解裝飾者模式應(yīng)用場景需要擴展一個類的功能，或給一個類添加附加職責(zé)。裝飾者對象接受所有來自客戶端的請求。參考資料設(shè)計模式

1.1 什么是裝飾者模式

裝飾者模式指的是在不必改變原類文件和使用繼承的情況下，動態(tài)地擴展一個對象的功能。它是通過創(chuàng)建一個包裝對象，也就是裝飾者來包裹真實的對象。

所以裝飾者可以動態(tài)地將責(zé)任附加到對象上。若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的方案。

1.2 裝飾者模式組成結(jié)構(gòu)

抽象構(gòu)件 (Component)：給出抽象接口或抽象類，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加功能的對象。

具體構(gòu)件 (ConcreteComponent)：定義將要接收附加功能的類。

抽象裝飾 (Decorator)：裝飾者共同要實現(xiàn)的接口，也可以是抽象類。

具體裝飾 (ConcreteDecorator)：持有一個 Component 對象，負(fù)責(zé)給構(gòu)件對象“貼上”附加的功能。

1.3 裝飾者模式 UML 圖解

1.4 裝飾者模式應(yīng)用場景

需要擴展一個類的功能，或給一個類添加附加職責(zé)。

需要動態(tài)的給一個對象添加功能，這些功能可以再動態(tài)的撤銷。

需要增加由一些基本功能的排列組合而產(chǎn)生的非常大量的功能，從而使繼承關(guān)系變的不現(xiàn)實。

當(dāng)不能采用生成子類的方法進(jìn)行擴充時。可能有大量獨立的擴展，為支持每一種組合將產(chǎn)生大量的子類，使得子類數(shù)目呈爆炸性增長。

1.5 裝飾者模式特點

裝飾者對象和具體構(gòu)件有相同的接口。這樣客戶端對象就能以和真實對象相同的方式和裝飾對象交互。

裝飾者對象包含一個具體構(gòu)件的引用（reference）。

裝飾者對象接受所有來自客戶端的請求。它把這些請求轉(zhuǎn)發(fā)給具體構(gòu)件。

裝飾者對象可以在轉(zhuǎn)發(fā)這些請求以前或以后動態(tài)增加一些功能。

2.1 問題描述

星巴茲咖啡訂單系統(tǒng)：星巴茲店提供了各式各樣的咖啡，以及各種咖啡調(diào)料。為了適應(yīng)飲料需求供應(yīng)，所以讓你設(shè)計一個更新訂單系統(tǒng)。

2.2 使用繼承

在購買咖啡時，可以要求在咖啡中添加各種調(diào)料，例如：豆?jié){ (Soy)、摩卡 (Mocha)、奶泡等。由于各種調(diào)料的價格不相同，所以訂單系統(tǒng)必須要考慮這些因素。于是就有了下面的嘗試

2.3 繼承類圖

這還只是列出了一部分的類，這簡直是類爆炸，可以看出這樣做顯然是不行的。所以我們要慎用繼承，盡量用組合和委托。

2.4 裝飾者模式登場

裝飾者模式涉及到的一個重要的設(shè)計原則 (當(dāng)然還涉及到了其他的設(shè)計原則，比如多用組合，少用繼承等)：類應(yīng)該對擴展開放，對修改關(guān)閉。

在設(shè)計過程中，我們允許類容易擴展，在不修改原有代碼的情況下，就可以擴展新的行為。這樣的設(shè)計具有彈性可以應(yīng)對改變，可以接受新的功能來應(yīng)對新的需求。

將裝飾者模式應(yīng)用到問題中去：假如我們想要摩卡和豆?jié){深焙咖啡，那么，要做的是：

拿一個深焙咖啡 (DarkRoast) 對象

以摩卡 (Mocha) 裝飾它

以豆?jié){ (Soy) 裝飾它

調(diào)用 cost() 方法，并依賴委托將調(diào)料的價錢加上去

（1） 裝飾者模式設(shè)計圖

（2）代碼實現(xiàn)

飲料 Beverage 抽象類 (抽象構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public abstract class Beverage {
    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }
    
    public abstract double cost();
}

濃咖啡 Espresso 類 (具體構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public class Espresso extends Beverage {
    public Espresso(){
        description = "Espresso ";
    }
    
    @Override
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}

黑咖啡 HouseBlend 類 (具體構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public class HouseBlend extends Beverage {
    public HouseBlend(){
        description = "House Blend Coffee ";
    }
    
    @Override
    public double cost() {
        return 0.80;
    }
}

調(diào)料 CondimentDecorator 抽象類 (抽象裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{
    @Override
    public abstract String getDescription();
}

摩卡 Mocha 類 (具體裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public class Mocha extends CondimentDecorator {
    private Beverage beverage = null;    //用一個實例變量來記錄飲料，也就是被裝飾者
    
    public Mocha(Beverage beverage){
        this.beverage = beverage;    //通過構(gòu)造函數(shù)將被裝飾者實例化
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Mocha ";    //用來加上調(diào)料，一起描述飲料
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.2 + beverage.cost();    //計算摩卡飲料的價錢，為摩卡價錢 + 飲料價錢
    }
}

豆?jié){ Soy 類 (具體裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;

public class Soy extends CondimentDecorator {
    private Beverage beverage = null;
    
    public Soy(Beverage beverage){
        this.beverage = beverage;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Soy ";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.1 + beverage.cost();
    }
}

測試代碼 StarbuzzCoffee 類

package com.jas.decorator;

public class StarbuzzCoffee {
    public static void main(String[] args) {
        
        //簡單要一杯濃咖啡
        Beverage beverage1 = new Espresso();
        System.out.println(beverage1.getDescription() + "$" +  beverage1.cost());
        
        //兩份摩卡加一份豆?jié){的濃咖啡
        Beverage beverage2 = new Espresso();
        beverage2 = new Mocha(beverage2);
        beverage2 = new Mocha(beverage2);
        beverage2 = new Soy(beverage2);
        System.out.println(beverage2.getDescription() + "$" + beverage2.cost());
        
        //一份摩卡加一份豆?jié){的黑咖啡
        Beverage beverage3 = new HouseBlend();
        beverage3 = new Mocha(beverage3);
        beverage3 = new Soy(beverage3);
        System.out.println(beverage3.getDescription() + "$" +  beverage3.cost());
    }
}

    /**
     * 輸出
     * Espresso $1.99
     * Espresso , Mocha , Mocha , Soy $2.49
     * House Blend Coffee , Mocha , Soy $1.1
     */

2.5 裝飾者模式問題總結(jié)

裝飾者與被裝飾對象有相同的超類型 (DarkRoast 與裝飾類 Mocha 和 Soy 都繼承自 Beverage(飲料))。

可以使用一個或多個裝飾對象包裝一個對象。

因為裝飾者與被裝飾者具有相同的超類型，所以在任何需要原始對象的情況下，都可以用裝飾過的對象去代替它。

裝飾者可以在所委托被裝飾者的行為之前與之后，加上自己的行為，以達(dá)到特定的目的。

對象可以在任何時候被裝飾，所以在運行時動態(tài)地、不限量地用你喜歡的裝飾者去裝飾對象。

3.1 了解 Java I/O 裝飾者模式

在了解了裝飾者模式之后，I/O 相關(guān)的類對你來說就更有意義了，因為這其中很多類都是裝飾者。比如下面相關(guān)的類

裝飾 I/O 類

3.2 自定義 Java I/O 裝飾者

問題描述：讀取文件，把輸入流內(nèi)的所有大寫字符轉(zhuǎn)為小寫。

裝飾者 LowerCaseInputStream 類

package com.jas.decorator;

import java.io.FilterInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * 擴展 FilterInputStream，這是所有 InputStream 的抽象裝飾者
 */
public class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream {
    
    public LowerCaseInputStream(InputStream inputStream){
        super(inputStream);
    }
    
    @Override
    public int read() throws IOException{
        int c = super.read();
        return (c == -1 ? c : Character.toLowerCase((char)c));
    }
    
    @Override
    public int read(byte[] bytes, int offset, int len) throws IOException{
        int result = super.read(bytes, offset, len);
        for (int i = offset; i < offset + result; i++) {
            bytes[i] = (byte) Character.toLowerCase((char)bytes[i]);
        }
        return result;
    }
}

測試 InputTest 類

package com.jas.decorator;

import java.io.*;

public class InputTest {
    public static void main(String[] args) {
        
        int c = 0;
        InputStream in = null;

        try {
            //設(shè)置 FileInputStream ,先用 BufferedInputStream 裝飾它，再用 LowerCaseInputStream 進(jìn)行裝飾
            in = new LowerCaseInputStream(
                    new BufferedInputStream(
                            new FileInputStream("test.txt")));
            while ((c = in.read()) >= 0){
                System.out.print((char)c);
            }
            in.close();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

     /**在文件中為“HELLO WORLD”
     *
     * 輸出
     * hello world
     */

4.1 裝飾者模式的優(yōu)缺點

優(yōu)點

Decorator 模式與繼承關(guān)系的目的都是要擴展對象的功能，但是 Decorator 可以提供比繼承更多的靈活性。

通過使用不同的具體裝飾類以及這些裝飾類的排列組合，設(shè)計者可以創(chuàng)造出很多不同行為的組合。

缺點

這種比繼承更加靈活機動的特性，也同時意味著更加多的復(fù)雜性。

裝飾模式會導(dǎo)致設(shè)計中出現(xiàn)許多小類 (I/O 類中就是這樣)，如果過度使用，會使程序變得很復(fù)雜。

裝飾模式是針對抽象組件（Component）類型編程。但是，如果你要針對具體組件編程時，就應(yīng)該重新思考你的應(yīng)用架構(gòu)，以及裝飾者是否合適。

《Head First 設(shè)計模式》