装饰模式(Decorator)

动态地给一个对象增加一些额外的职责，就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活。

类型

结构型

简介

装饰模式是一种用于替代继承的技术，它通过一种无须定义子类的方式来给对象动态增加职责，使用对象之间的关联关系取代类之间的继承关系。

参与者

在装饰模式中，为了让系统具有更好的灵活性和可扩展性，我们通常会定义一个抽象装饰类，而将具体的装饰类作为它的子类。

• Component（抽象构件）：它是具体构件和抽象装饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法，它的引入可以使客户端以一致的方式处理未被装饰的对象以及装饰之后的对象，实现客户端的透明操作。
• ConcreteComponent（具体构件）：它是抽象构件类的子类，用于定义具体的构件对象，实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的职责（方法）。
• Decorator（抽象装饰类）：它也是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但是具体职责在其子类中实现。它维护一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法，并通过其子类扩展该方法，以达到装饰的目的。
• ConcreteDecorator（具体装饰类）：它是抽象装饰类的子类，负责向构件添加新的职责。每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，它可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法用以扩充对象的行为。

用法

代码助记

客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同，对客户端透明。

• 抽象装饰类和具体构件类继承于同一父类（抽象构件）；
• 抽象装饰类中有一指向抽象构件对象的引用，由客户端使用构造器或set注入；
• 抽象装饰类调用抽象构件对象的原业务方法（多态到具体构件类）；
• 具体装饰类复写业务方法，调用抽象类业务方法，并扩展业务方法；
• 客户端需要知道装饰类，由客户端组装（注入构件对象）；

一次装饰

将具体构件对象注入装饰类中。

嵌套（多次）装饰

将一个已经装饰过的装饰子类对象再注入装饰类中。

两种模式

开发过程中，具体装饰类中有可能有新增的方法需要调用。这样客户端声明对象时，不能统一使用抽象构件类型定义，而需要将调用新增方法的地方使用具体装饰类来声明。这种情况称为非透明，其实是由多态中向上转型后不能再调用子类中新增方法引入的。

透明装饰模式(Transparent)

• 在透明装饰模式中，要求客户端完全针对抽象编程。
• 要求客户端程序不应该将对象声明为具体构件类型或具体装饰类型，而应该全部声明为抽象构件类型。
• 使用抽象构件类型Component定义全部具体构件对象和具体装饰对象，客户端可以一致地使用这些对象，无须关心它们的区别。此外，还可以对一个已装饰过的对象进行多次装饰，得到更为复杂、功能更为强大的对象。

半透明装饰模式(Semi-transparent)

• 为了能够调用到新增方法，我们不得不用具体装饰类型来定义装饰之后的对象，而具体构件类型还是可以使用抽象构件类型来定义；
• 对于客户端而言，具体构件类型无须关心，是透明的；但是具体装饰类型必须指定，这是不透明的；
• 半透明装饰模式可以给系统带来更多的灵活性，设计相对简单，使用起来也非常方便；
• 缺点在于不能实现对同一个对象的多次装饰，而且客户端需要有区别地对待装饰之前的对象和装饰之后的对象。

总结

• 尽量保持装饰类的接口与被装饰类的接口相同，应该尽量使用透明装饰模式。
• 尽量保持具体构件类ConcreteComponent是一个“轻”类，也就是说不要把太多的行为放在具体构件类中，我们可以通过装饰类对其进行扩展。
• 如果只有一个具体构件类，那么抽象装饰类可以作为该具体构件类的直接子类。

优点

• 对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活性，不会导致类的个数急剧增加。
• 可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同的具体装饰类，从而实现不同的行为。
• 可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合，得到功能更为强大的对象。
• 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

• 使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源，在一定程序上影响程序的性能。
• 装饰模式提供了一种比继承更加灵活机动的解决方案，但同时也意味着比继承更加易于出错，排错也很困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为繁琐。