装饰器模式

定义

装饰器模式是一种设计模式，它允许在运行时向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种模式是在不使用继承的情况下，动态地扩展对象的功能。它提供了一种比继承更有弹性的替代方案。

装饰器模式主要由四个角色组成：抽象构件（Component）、具体构件（ConcreteComponent）、抽象装饰（Decorator）和具体装饰（ConcreteDecorator）。抽象构件定义了一个接口，准备接收附加责任的对象需要实现这个接口。具体构件实现了抽象构件的接口，并通过装饰角色为其添加一些职责。抽象装饰角色继承了抽象构件，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。具体装饰角色实现了抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

主要由四个角色组成：抽象构件（Component）、具体构件（ConcreteComponent）、抽象装饰（Decorator）和具体装饰（ConcreteDecorator）。抽象构件定义了一个接口，准备接收附加责任的对象需要实现这个接口。具体构件实现了抽象构件的接口，并通过装饰角色为其添加一些职责。抽象装饰角色继承了抽象构件，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。具体装饰角色实现了抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

优缺点

优点：装饰器模式是一种比继承更加灵活，耦合性更低的方案。

1. 动态扩展：装饰器模式允许在运行时动态地添加或删除功能，这意味着可以在不修改原有代码的情况下，灵活地扩展系统的功能。
2. 灵活性：通过使用不同的装饰类，可以实现不同的行为，从而提供了一种灵活的机制来控制对象的处理方式。
3. 抽象性：装饰器模式隐藏了具体类的实现细节，只通过抽象接口来与对象交互，提高了代码的抽象性和可维护性。
4. 简化子类：通过使用装饰器模式，可以将多个行为组合到一个装饰器中，从而避免了使用多个继承层次。这使得代码更加简洁易读。

缺点：多层装饰比较复杂。

1. 增加复杂性：由于装饰器模式引入了新的抽象层，这会增加代码的复杂度，并可能导致一些性能开销。
2. 过度使用导致混乱：如果过度使用装饰器模式，可能会导致代码变得难以理解和维护。每个装饰器都需要额外的代码来处理，这可能会导致代码膨胀和性能下降。
3. 破坏“开闭原则”：在某些情况下，使用装饰器模式可能会违反“开闭原则”，即软件实体应该对扩展开放，对修改封闭。因为在使用装饰器模式时，可能需要修改已有代码来适应新的装饰器。
4. 不适合所有场景：装饰器模式并不适合所有场景。它适用于需要动态扩展功能的场景，但如果你知道需要哪些功能并且可以提前进行设计，那么使用继承可能更为简单和直接。

使用场景

在我们想动态地为一个类添加功能时，我们可以使用装饰者模式，这样可以动态地提供更加丰富的扩展。

示例

例如，我们现在有一个圆类，有一个方类，我们要为这两个类扩展功能，我们可以使用装饰器模式，这样我们可以减少继承的使用，减少了系统的耦合性。

public class Demo {
    public static void main(String[] args) {
        Circle circle = new Circle();
        Square square = new Square();

        ColorPatternDecorator colorPatternDecorator = new ColorPatternDecorator(circle);
        BorderPatternDecorator borderPatternDecorator = new BorderPatternDecorator(square);

        borderPatternDecorator.addBorder("红色边框");
        colorPatternDecorator.addColor("红色");
        System.out.println();
        borderPatternDecorator.addBorder("绿色边框");
        colorPatternDecorator.addColor("绿色");
        System.out.println();
        borderPatternDecorator.addBorder("蓝色边框");
        colorPatternDecorator.addColor("蓝色");
    }
}

interface Pattern {
    void show();
}

class Circle implements Pattern {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("这是一个圆");
    }
}

class Square implements Pattern {
    @Override
    public void show() {
        System.out.println("这是一个方形");
    }
}

abstract class PatternDecorator {
    protected Pattern pattern;
}

class ColorPatternDecorator extends PatternDecorator {
    ColorPatternDecorator(Pattern pattern) {
        this.pattern = pattern;
    }

    public void addColor(String color) {
        pattern.show();
        // 额外添加的功能，显示颜色
        System.out.println("显示颜色：" + color);
    }
}

class BorderPatternDecorator extends PatternDecorator {
    BorderPatternDecorator(Pattern pattern) {
        this.pattern = pattern;
    }

    public void addBorder(String color) {
        pattern.show();
        // 额外添加的功能，显示边框
        System.out.println("显示边框：" + color);
    }
}