Java设计模式之装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你在不改变对象结构的情况下，动态地将新功能附加到对象上。装饰器模式通过创建一个包装对象来实现这一目的，该包装对象包含了原始对象，并在其上添加了额外的行为。

在装饰器模式中，有四个主要的角色：

1. 抽象组件（Component）：定义了装饰器和具体组件的共同接口，可以是抽象类或接口。
2. 具体组件（Concrete Component）：实现了抽象组件的接口，是被装饰的原始对象。
3. 抽象装饰器（Decorator）：继承自抽象组件，持有一个抽象组件的引用，并在其上添加额外的行为。
4. 具体装饰器（Concrete Decorator）：继承自抽象装饰器，实现了额外的行为。

下面是一个简单的示例，展示了如何使用装饰器模式来扩展一个咖啡店的咖啡选择：

// 抽象组件
interface Coffee {
    String getDescription();
    double getCost();
}

// 具体组件
class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Simple Coffee";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return 1.0;
    }
}

// 抽象装饰器
abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }
}

// 具体装饰器
class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 0.5;
    }
}

// 具体装饰器
class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Sugar";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 0.2;
    }
}

// 使用示例
public class DecoratorPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个简单咖啡对象
        Coffee coffee = new SimpleCoffee();
        System.out.println("Description: " + coffee.getDescription());
        System.out.println("Cost: $" + coffee.getCost());

        // 使用装饰器来添加牛奶和糖
        Coffee decoratedCoffee = new MilkDecorator(new SugarDecorator(coffee));
        System.out.println("Description: " + decoratedCoffee.getDescription());
        System.out.println("Cost: $" + decoratedCoffee.getCost());
    }
}

在上面的示例中，抽象组件是Coffee接口，具体组件是SimpleCoffee类，抽象装饰器是CoffeeDecorator类，具体装饰器有MilkDecorator和SugarDecorator类。我们可以通过组合不同的装饰器来动态地扩展咖啡的描述和价格，而不需要修改原始的咖啡对象。

运行上述示例代码，输出如下：

Description: Simple Coffee
Cost: $1.0
Description: Simple Coffee, Sugar, Milk
Cost: $1.7

可以看到，通过装饰器模式，我们成功地在不改变原始咖啡对象的情况下，动态地添加了牛奶和糖的描述和价格。这样的设计模式使得代码更加灵活、可扩展，并符合开闭原则。