设计模式之装饰者模式

1. 定义

使用装饰者模式可以在运行时动态地扩充一个类的功能，它提供了比继承更具弹性的代替方案。

在装饰模式中的角色有：

1. 抽象构件(Component)角色：给出一个抽象接口，以规范准备接收附加责任的对象。
2. 具体构件(ConcreteComponent)角色：定义一个将要接收附加责任的类。
3. 装饰(Decorator)角色：持有一个构件(Component)对象的实例，并定义一个与抽象构件接口一致的接口。
4. 具体装饰(ConcreteDecorator)角色：负责给构件对象「贴上」附加的责任。

2. 实现

下面就以买豆浆为例，实现一个装饰者模式。在买豆浆时，我们可以选择原味的，然后再添加红豆、绿豆等原料，从而磨出多种口味的豆浆。那么，这个添加的原料就属于对原味豆浆的扩展，所以使用装饰者模式再好不过了。

类图

1. 定义抽象构件角色，即豆浆和原料共同的接口。

public interface IMilk {
    /**
     * 描述
     *
     * @return
     */
    String getDescription();

    /**
     * 价格
     *
     * @return
     */
    double cost();
}

2. 定义具体构件角色，即被装饰的原味豆浆。

public class SoybeanMilk implements IMilk {

    @Override
    public String getDescription() {
        return "原味";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 2;
    }
}

3. 定义装饰角色，用来加入豆浆的原料。

public abstract class MilkAddition implements IMilk {
    protected IMilk milk;

    public MilkAddition(IMilk milk){
        this.milk = milk;
    }
}

4. 定义具体装饰角色，即加入的不同原料。

public class RedBeanAddition extends MilkAddition {

    public RedBeanAddition(IMilk milk) {
        super(milk);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return milk.getDescription() + " + 红豆";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return milk.cost() + 3;
    }
}

public class MungBeanAddition extends MilkAddition {

    public MungBeanAddition(IMilk milk) {
        super(milk);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return milk.getDescription() + " + 绿豆";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return milk.cost() + 2;
    }
}

public class SugarAddition extends MilkAddition {

    public SugarAddition(IMilk milk) {
        super(milk);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return milk.getDescription() + " + 糖";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return milk.cost() + 0.5;
    }
}

测试：

        // 原味豆浆，两块钱
        IMilk milk = new SoybeanMilk();
        // 加糖，五毛钱
        milk = new SugarAddition(milk);
        // 加红豆，三块钱
        milk = new RedBeanAddition(milk);
        // 加绿豆，两块钱
        milk = new MungBeanAddition(milk);

        System.out.println("喝到的豆浆：" + milk.getDescription() + ", 价格：" + milk.cost() + "元");
        // 输出：喝到的豆浆：原味 + 糖 + 红豆 + 绿豆, 价格：7.5元

3. 应用

• 优点：
  1. 装饰者模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能，但是装饰者可以提供比继承更多的灵活性。
  2. 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，设计师可以创造出很多不同行为的组合。
  3. 具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有类库代码无须改变，符合「开闭原则」。

• 缺点：
  1. 这种比继承更加灵活机动的特性，也同时意味着更加多的复杂性，使用时更容易出错。
  2. 装饰模式会导致设计中出现许多小类，如果过度使用，会使程序变得很复杂。

• 使用场景：
  1. 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。
  2. 当不能采用继承的方式对系统进行扩展，或者采用继承不利于系统扩展和维护时，可以使用装饰模式。

Java IO 模块使用了不少装饰者模式，比如我们经常会这么写：

new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("README.md")));

起初学习 IO 部分的时候就是一头雾水，心想怎么会包装这么多层，谁记得住这么多代码。现在来看，不过是装饰者模式的应用罢了，这就是进步吧。^_^