皇帝的新衣 -- 装饰器模式介绍 使用案例 优缺点及代码演示
一句话概括：
在不改变对象结构的情况下向一个现有对象添加新的功能。
关键点：不改变现有，加新的功能
补充介绍：
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。
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。
就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。该模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能。
比喻：
假如我有一个蛋糕，如果在上面加上奶油其他什么都不加，那么它就成了一个奶油蛋糕。如果再加上草莓，那就是草莓奶油蛋糕，如果再加上一块巧克力板，上面写上姓名，然后插上蜡烛，就变成了一块生日蛋糕。
不论是蛋糕，奶油蛋糕，草莓蛋糕还是生日蛋糕，它们的核心都是蛋糕。不过，在加上一系列装饰之后，它变得更加甜美了，目的也更加明确了。装饰器模式中的被装饰对象和蛋糕很相似。
装饰器模式和代理模式的区别：
装饰器模式关注于在一个对象上动态的添加方法，然而代理模式关注于控制对对象的访问。换句话 说，用代理模式，代理类（proxy class）可以对它的客户隐藏一个对象的具体信息。因此，当使用代理模式的时候，我们常常在一个代理类中创建一个对象的实例。并且，当我们使用装饰器模 式的时候，我们通常的做法是将原始对象作为一个参数传给装饰者的构造器。
参与角色:
1）抽象基类（也可以是接口）拥有被装饰对象的方法
2）抽象基类的实现类（被装饰对象）
3）装饰类（构造方法以被装饰对象为参数，增加了新的功能，实现了被装饰对象一样的抽象基类）
优点：
装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。
缺点：
多层装饰比较复杂。
使用案例或场景：
1) 比如Java里面的基本数据类型int, boolean, char…… 都有他们对应的装饰类Integer, Boolean, Character……
2) 在Java IO中，具体构件角色是节点流，装饰角色是过滤流。
FilterInputStream和FilterOutputStream是装饰角色，而其他派生自它们的类则是具体装饰角色。
DataoutputStream out=new DataoutputStream(new FileoutputStream());
这就是 装饰者模式，DataoutputStream是装饰者子类，FileoutputStream是实现接口的子类。
这里不会调用到装饰者类--FilteroutputStream,只是作为继承的另一种方案，对客户端来说是透明的，是为了功能的扩张。
示例程序
需要源码的朋友可以前往github下载：
https://github.com/aharddreamer/chendong/tree/master/design-patterns/demo-code/design-patterns
程序简介：
在这段示例程序中，观察者将观察一个会生成数值的对象，并将它生成的数值结果显示出来。不过，不同的观察者显示的方式不一样。DigitObserver会以数字的形式显示数值，而GraphObserver则会以简单的图示形式来呈现数值。
示例程序类/接口一览：
Display 用于显示字符串的抽象类
StringDisplay 用于显示单行字符串的类
Border 用于显示装饰边框的抽象类
SideBorder 用于显示左右边框的类
FullBorder 用于显示上下边框的类
DecoratorPatternTest 用于测试程序的类
代码：
public abstract class Display {
public abstract int getColumns();
public abstract int getRows();
public abstract String getRowText(int row);
public final void show() {
for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
System.out.println(getRowText(i));
}
}
}
public class StringDisplay extends Display {
private String string;
public StringDisplay(String string) {
this.string = string;
}
@Override
public int getColumns() {
return string.getBytes().length;
}
@Override
public int getRows() {
return 1;
}
@Override
public String getRowText(int row) {
if (row == 0) {
return string;
} else {
return null;
}
}
}
public abstract class Border extends Display {
protected Display display; //表示被装饰物
protected Border(Display display) { //在生成实例时通过参数指定被装饰物
this.display = display;
}
}
public class SideBorder extends Border {
private char borderChar;
public SideBorder(Display display, char ch) {
super(display);
this.borderChar = ch;
}
@Override
public int getColumns() {
return 1 + display.getColumns() + 1;
}
@Override
public int getRows() {
return display.getRows();
}
@Override
public String getRowText(int row) {
return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
}
}
public class FullBorder extends Border {
public FullBorder(Display display) {
super(display);
}
@Override
public int getColumns() {
return 1 + display.getColumns() + 1; //加上两边字符数
}
@Override
public int getRows() {
return 1 + display.getRows() + 1; //上下行数
}
@Override
public String getRowText(int row) {
if (row == 0) {//打印上边框
return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
}else if (row == display.getRows() + 1) { //打印下边框
return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
}else { //打印中间字符串段
return "|" + display.getRowText(row - 1) + "|";
}
}
private String makeLine(char ch, int count) {
StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
for (int i = 0; i < count ; i++) {
stringBuffer.append(ch);
}
return stringBuffer.toString();
}
}
public class DecoratorPatternTest {
public static void main(String[] args) {
Display coreValue = new StringDisplay("Decorator Pattern");
Display sideDecorate = new SideBorder(coreValue, '#');
Display fullDecorate = new FullBorder(coreValue);
System.out.println("显示原始数据（被装饰对象）:");
coreValue.show();
System.out.println("显示两边被加工过的数据:");
sideDecorate.show();
System.out.println("显示上下左右都加上边框的数据:");
fullDecorate.show();
Display complexDecorate = new SideBorder(
new FullBorder(
new SideBorder(
new FullBorder(
new StringDisplay("Complex Decorator")
), '#'
)
), '*'
);
System.out.println("显示多层嵌套的复杂装饰数据:");
complexDecorate.show();
}
}
运行结果：
参考：
《图解设计模式》【日】结城浩著
《装饰器模式》菜鸟教程网站
《装饰器模式 – IO流案例》https://www.cnblogs.com/toov5/p/9874556.html