Java装饰者模式(Decorator)

一、定义

装饰模式的设计理念主要是以对客户端透明的方式动态扩展对象的功能，是继承关系的一个替代（继承会产生大量的子类，而且代码有冗余）。装饰模式可以在不创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。装饰模式把客户端的调用委派到被装饰类。装饰模式的关键在于这种扩展完全是透明的（装饰模式的透明性要求客户端程序不应该将对象声明为具体构件类型或具体装饰类型，而应该全部声明为抽象构件类型），装饰模式的应用在java的I/O流中最为显著。

二、角色

• 抽象构件角色（Component）：通常是一个抽象类或者一个接口，定义了一系列方法，方法的实现可以由子类实现或者自己实现。通常不会直接使用该类，而是通过继承该类或者实现该接口来实现特定的功能。（例如，对于动物类，有一个抽象方法输出所有的功能，基本功能包括：呼吸，觅食，睡觉等等）
• 具体构件角色（Concrete Component）：是Component的子类，实现了对应的方法，它就是那个被装饰的类。（具体构建角色可以建立很多个，例如狗，猫，鸟等等，如果是狗，我们可以装饰一些吼叫的功能，吃肉的功能；鸟可以装饰一些飞行的功能，带有翅膀的功能等等。当然这些需要在具体装饰角色中去具体定义）
• 装饰角色（Decorator）：是Component的子类，它是具体装饰角色共同实现的抽象类（也可以是接口），并且持有一个Component类型的对象引用，它的主要作用就是把客户端的调用委派到被装饰类。
• 具体装饰角色（Concrete Decorator）：它是具体的装饰类，是Decorator的子类，当然也是Component的子类。它主要就是定义具体的装饰功能，例如上面说的，对于鸟这个具体构建角色而言，除了具备抽象构件角色基本的功能，它还具有一些飞行的功能，带翅膀的功能。那么我们可以把这两个功能定义成一个具体装饰角色1，对于狗这个具体构件角色而言，我们可以把吼叫，吃肉这两个功能定义成一个具体装饰角色2，这样，如果我们再定义一个狼这样的具体构件角色的时候，就可以直接用具体装饰角色2来进行装饰。

图片来源于(https://blog.csdn.net/nugongahou110/article/details/50413668)

三、Example

以上面所说的动物的例子来写代码演示。

抽象构件角色（对应动物类）

public interface Component {
	void function();
}

具体构件角色（对应狗）

public class ConcreteComponent implements Component {

	@Override
	public void function() {
		System.out.println("基本功能：呼吸+觅食+睡觉");
	}

}

装饰角色

public class Decorator implements Component {

	private Component component; //持有一个Component类型的对象引用

	public Decorator(Component component) {
		this.component = component;
	}

	@Override
	public void function() {
		component.function(); //客户端的调用委派给具体的子类
	}

}

具体装饰角色（对应吼叫和吃肉这两个功能）

public class ConcreteDecorator extends Decorator {

	public ConcreteDecorator(Component component) {
		super(component);
	}

	@Override
	public void function() {
		super.function();
		System.out.println("附加功能：");
		this.eat();
		this.bellow();

	}

	private void eat() {
		System.out.println("吃肉");
	}

	private void bellow() {
		System.out.println("吼叫");
	}
}

客户端测试：

public class ClientTest {
	public static void main(String[] args) {
		Component component = new ConcreteComponent();
		System.out.println("------装饰前：-------");
		component.function();
		Component newComponent = new ConcreteDecorator(component);
		System.out.println("------装饰后：-------");
		newComponent.function();
	}
}

输出：
------装饰前：-------
基本功能：呼吸+觅食+睡觉
------装饰后：-------
基本功能：呼吸+觅食+睡觉
附加功能：吃肉+吼叫

四、应用

装饰者模式主要应用在Java的I/O流中，如果读者对I/O流体系比较混乱的话，不妨利用装饰者模式去理理思路。OutputStream和InputStream就对应于抽象构件角色(Component)，FileInputStream和FileOutputStream就对应具体构件角色(ConcreteComponent)，FilterOutputStream和FilterInputStream就对应着装饰角色(Decorator)，而BufferedOutputStream，DataOutputStream等等就对应着具体装饰角色。