设计模式——装饰器模式

装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

装饰器模式通过将对象包装在装饰器类中，以便动态地修改其行为。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。其中，我们将把一个形状装饰上不同的颜色，同时又不改变形状类。

优缺点

优点

1. 不改动原有代码，动态增加功能。
2. 对象间不会相互依赖、松耦合。
3. 符合开闭原则，扩展性好，便于维护。

缺点

1. 装饰器环节过多的话，导致装饰器类膨胀。
2. 装饰器层层嵌套比较复杂，可能导致排查问题流程繁琐。

装饰器模式的结构

通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰器模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。

模式的结构

装饰器模式主要包含以下角色。

1. 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。
2. 具体构件（ConcreteComponent）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
3. 抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，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。
4. 具体装饰（ConcreteDecorator）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。

装饰器模式的结构图如图所示。

装饰器模式实例：

实例——图画

不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

代码如下：

画(Painting接口)

public interface Painting {
  public void show();
}

唐宫仕女图(TangGong类)

public class TangGong implements Painting {
  @Override
  public void show(){
    System.out.println("这是一副唐宫仕女图");
  }
}

装饰器类

public class Decorator implements Painting {
  private Painting painting;
  public Decorator(Painting monaLisa){
    this.painting = monaLisa;
  }
  @Override
  public void show() {
    System.out.println("先加上相框");
    painting.show();
    System.out.println("再扣上玻璃");
  }
}

测试类

public class DecoratorTest {
  public static void main(String[] args) {
    Painting painting = new TangGong();
    Painting monaLisa = new Decorator(painting);

    TangGong.show();
  }
}

实现方式 ——蜜雪冰城奶茶

秋天到了，女朋友非要喝秋天的第一杯奶茶，到了“蜜雪冰城”奶茶店后，给女朋友点了一杯奶茶，加了珍珠、芒果等配料，给自己点了一杯加冰柠檬水，加了冰块、柠檬片等配料，这时候就可以使用装饰器模式。

奶茶：抽象构件
珍珠芒果奶茶、柠檬水：具体构件
配料：装饰角色
珍珠、芒果、柠檬：具体装饰角色

代码实现：

抽象构件(Component)角色：奶茶

public interface IMilktea {
    void addDosing();
}

具体构件(ConcreteComponent)角色：珍珠奶茶

public class PearlMilktea implements IMilktea{
    @Override
    public void addDosing() {
        System.out.println("开始制作：珍珠奶茶");
    }
}

柠檬水

public class LemonMilktea implements IMilktea{
    @Override
    public void addDosing() {
        System.out.println("开始制作：柠檬水");
    }
}

装饰（Decorator）角色：配料

public abstract  class Dosing implements IMilktea{

    IMilktea iMilktea;

    public Dosing(IMilktea iMilktea){
        this.iMilktea = iMilktea;
    }

    @Override
    public void addDosing() {
        this.iMilktea.addDosing();
    }
}

具体装饰（ConcreteDecorator）角色：

加珍珠

public class Pearl extends Dosing {

    public Pearl(IMilktea iMilktea) {
        super(iMilktea);
    }

    @Override
    public void addDosing() {
        super.addDosing();
        System.out.println("制作中：加珍珠");
    }
}

加芒果

public class Mango extends Dosing {

    public Mango(IMilktea iMilktea) {
        super(iMilktea);
    }

    @Override
    public void addDosing() {
        super.addDosing();
        System.out.println("制作中：加芒果");
    }
}

加柠檬

public class Lemon extends Dosing {
    public Lemon(IMilktea iMilktea) {
        super(iMilktea);
    }

    @Override
    public void addDosing() {
        super.addDosing();
        System.out.println("制作中：加柠檬");
    }
}

加冰

public class Ice extends Dosing {

    public Ice(IMilktea iMilktea) {
        super(iMilktea);
    }

    @Override
    public void addDosing() {
        super.addDosing();
        System.out.println("制作中：加冰");
    }
}

客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("服务员：你好，需要点什么呀？");
        System.out.println("我: 一杯加芒果、加珍珠的珍珠奶茶，一杯加柠檬、加冰的柠檬水");
        System.out.println("服务员：好的。");
        PearlMilktea pearlMilktea = new PearlMilktea();
        Pearl pearl = new Pearl(pearlMilktea);
        Mango mango = new Mango(pearl);
        Ice ice = new Ice(mango);
        ice.addDosing();

        System.out.println("第一杯制作完成");
        LemonMilktea lemonMilktea = new LemonMilktea();
        Lemon lemon = new Lemon(lemonMilktea);
        Ice ice1 = new Ice(lemon);
        ice1.addDosing();
        System.out.println("第二杯制作完成");

        System.out.println("我：珍珠奶茶怎么加冰了？");
        System.out.println("服务员：对不起，珍珠奶茶做错了，重新给您做。");

        mango.addDosing();
        System.out.println("不加冰的珍珠奶茶制作完成");
        System.out.println("我：好的，谢谢！");
    }
}

输出结果

服务员：你好，需要点什么呀？
我: 一杯加芒果、加珍珠的珍珠奶茶，一杯加柠檬、加冰的柠檬水
服务员：好的。
开始制作：珍珠奶茶
制作中：加珍珠
制作中：加芒果
制作中：加冰
第一杯制作完成
开始制作：柠檬水
制作中：加柠檬
制作中：加冰
第二杯制作完成
我：珍珠奶茶怎么加冰了？
服务员：对不起，珍珠奶茶做错了，重新给您做。
开始制作：珍珠奶茶
制作中：加珍珠
制作中：加芒果
不加冰的珍珠奶茶制作完成
我：好的，谢谢！

到此，女朋友喝到了秋天的第一杯奶茶。

应用场景

• 动态的增加对象的功能；
• 不能以派生子类的方式来扩展功能；
• 限制对象的执行条件；
• 参数控制和检查等；