设计模式沉思录（九）之 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。

动态地给一个对象附加额外的职责。装饰者为功能的扩展提供了一个比使用子类继承更加灵活的选择

本文整理自四人帮著作：Design Patterns - Elements of Reusable Object-Oriented Software（中文译名：设计模式 - 可复用的面向对象软件元素）

介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。
在一个功能的基础上添加新功能，除了继承，我们还可以使用组合。即把A类当做B类的一个属性，在B类中使用A类的方法。从而实现B类对A类功能的继承。这种组合的模式比继承更加的灵活。这个就是装饰者模式的基础。

主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

应用实例：
1.IO流中。在InputStream外面套上一层InputStreamReader,再套上一层BufferedReader。

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。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

实现

我们将创建一个 Shape 接口和实现了 Shape 接口的实体类。然后我们创建一个实现了 Shape 接口的抽象装饰类 ShapeDecorator，并把 Shape 对象作为它的实例变量。

RedShapeDecorator 是实现了 ShapeDecorator 的实体类。

步骤 1 创建shape接口：

public interface Shape {
   void draw();
}

步骤 2 创建实现接口的 实体类Rectangle和Circle。

public class Rectangle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Rectangle");
   }
}
//Circle.java
public class Circle implements Shape {
 
   @Override
   public void draw() {
      System.out.println("Shape: Circle");
   }
}

步骤 3 (关键）创建实现了 Shape 接口的 抽象装饰类

内部有个装饰对象属性，构造时需引入

public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
   protected Shape decoratedShape;//内部有个装饰对象属性
 
   public ShapeDecorator(Shape decoratedShape){
      this.decoratedShape = decoratedShape;
   }
 
   public void draw(){
      decoratedShape.draw();
   }  
}

步骤 4 (关键）创建扩展了 ShapeDecorator 类的 实体装饰类。

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
 
   public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
      super(decoratedShape);//传入shape构造 带有shape属性
   }
 
   @Override
   public void draw() {
      decoratedShape.draw();         
      setRedBorder(decoratedShape);//带有redBorder
   }
 
   private void setRedBorder(Shape decoratedShape){
      System.out.println("Border Color: Red");
   }
}

步骤 5 使用 RedShapeDecorator 来装饰 Shape 对象。

public class DecoratorPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      Shape circle = new Circle();
 
      Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());//通过传入shape到装饰器构造一个修饰后的redCir
 
      Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());
      System.out.println("Circle with normal border");
      circle.draw();
 
      System.out.println("\nCircle of red border");
      redCircle.draw();
 
      System.out.println("\nRectangle of red border");
      redRectangle.draw();
   }
}

总结：

一般情况：新建shape接口，circle接口继承shape接口，redcirle实体类实现circle接口

装饰器模式：
1.新建shape接口，
2.抽象类ShapeDecorator实现shape接口，并且其构造方法接收shape实例。
3.RedShapeDecorator实体装饰类继承ShapeDecorator 类（不同的实现类可实现不同的，继承自shape的方法，以体现诸如color等特点）

优点：若我想修改color，则只需要修改RedShapeDecorator，不用修改shape。
同样，若我只想修改shape，也不用去修改color。

• Component接口

这个是一个抽象组件，是原始的最核心的接口，是被装饰者的抽象

• ConcreteComponent类。

  这个类实现了Component接口，是具体的被装饰组件。在这个是最核心，最原始，最基本的组件。是具体的被装饰的组件。他实现了Component接口中的核心Operation方法。

• Decorator抽象类。

  这类一般是个抽象类。是所有装饰者的父类，他实现了Component接口。它里面有一个私有的Component类型的属性！！！。在构造方法中初始化这个属性。在实现Component的Operation方法的时候调用的是他的Component属性的Operation方法。这个抽象类中这个组件就像上面的Decorator。

• ConcreteDecorator类 装饰者具体实现类。

  这个是具体的装饰者类。继承自Decorator类。并且在每一个ConcreteDecorator里中有一个私有的新功能方法。然后在重写父类的Operation方法的时候。可以根据新添加的方法的执行位置，在super.Operation()之前或者之后调用本类的修饰方法（就可以体现清除不同实现的区别了）。灵活的向被修饰的类中添加新功能。

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(new File(path))));
与

Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Circle());

类似

IO流是 在path下的File中读出数据封装成一个FileInputStream流，然后被InputStreamReader装饰成一个Reader流，然后被BufferedReader装饰成为一个带缓冲的Reader。每一层封装都是对原始流的一次装饰，动态的 并且独立地 向原始的文件流中添加职责与功能。最后成为一种我们可以很方便的处理的流。