一、了解裝飾者模式

1.1 什么是裝飾者模式

裝飾者模式指的是在不必改變原類文件和使用繼承的情況下，動態(tài)地擴(kuò)展一個對象的功能。它是通過創(chuàng)建一個包裝對象，也就是裝飾者來包裹真實的對象。

所以裝飾者可以動態(tài)地將責(zé)任附加到對象上。若要擴(kuò)展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的方案。

1.2 裝飾者模式組成結(jié)構(gòu)

• 抽象構(gòu)件 (Component)：給出抽象接口或抽象類，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加功能的對象。
• 具體構(gòu)件 (ConcreteComponent)：定義將要接收附加功能的類。
• 抽象裝飾 (Decorator)：裝飾者共同要實現(xiàn)的接口，也可以是抽象類。
• 具體裝飾 (ConcreteDecorator)：持有一個 Component 對象，負(fù)責(zé)給構(gòu)件對象“貼上”附加的功能。

1.3 裝飾者模式 UML 圖解

1.4 裝飾者模式應(yīng)用場景

• 需要擴(kuò)展一個類的功能，或給一個類添加附加職責(zé)。
• 需要動態(tài)的給一個對象添加功能，這些功能可以再動態(tài)的撤銷。
• 需要增加由一些基本功能的排列組合而產(chǎn)生的非常大量的功能，從而使繼承關(guān)系變的不現(xiàn)實。
• 當(dāng)不能采用生成子類的方法進(jìn)行擴(kuò)充時。可能有大量獨立的擴(kuò)展，為支持每一種組合將產(chǎn)生大量的子類，使得子類數(shù)目呈爆炸性增長。

1.5 裝飾者模式特點

• 裝飾者對象和具體構(gòu)件有相同的接口。這樣客戶端對象就能以和真實對象相同的方式和裝飾對象交互。
• 裝飾者對象包含一個具體構(gòu)件的引用（reference）。
• 裝飾者對象接受所有來自客戶端的請求。它把這些請求轉(zhuǎn)發(fā)給具體構(gòu)件。
• 裝飾者對象可以在轉(zhuǎn)發(fā)這些請求以前或以后動態(tài)增加一些功能。

二、裝飾者模式具體應(yīng)用

2.1 問題描述

星巴茲咖啡訂單系統(tǒng)：星巴茲店提供了各式各樣的咖啡，以及各種咖啡調(diào)料。為了適應(yīng)飲料需求供應(yīng)，所以讓你設(shè)計一個更新訂單系統(tǒng)。

2.2 使用繼承

在購買咖啡時，可以要求在咖啡中添加各種調(diào)料，例如：豆?jié){ (Soy)、摩卡 (Mocha)、奶泡等。由于各種調(diào)料的價格不相同，所以訂單系統(tǒng)必須要考慮這些因素。于是就有了下面的嘗試

2.3 繼承類圖

這還只是列出了一部分的類，這簡直是類爆炸，可以看出這樣做顯然是不行的。所以我們要慎用繼承，盡量用組合和委托。

2.4 裝飾者模式登場

裝飾者模式涉及到的一個重要的設(shè)計原則 (當(dāng)然還涉及到了其他的設(shè)計原則，比如多用組合，少用繼承等)：類應(yīng)該對擴(kuò)展開放，對修改關(guān)閉。

在設(shè)計過程中，我們允許類容易擴(kuò)展，在不修改原有代碼的情況下，就可以擴(kuò)展新的行為。這樣的設(shè)計具有彈性可以應(yīng)對改變，可以接受新的功能來應(yīng)對新的需求。

將裝飾者模式應(yīng)用到問題中去：假如我們想要摩卡和豆?jié){深焙咖啡，那么，要做的是：

拿一個深焙咖啡 (DarkRoast) 對象

以摩卡 (Mocha) 裝飾它

以豆?jié){ (Soy) 裝飾它

調(diào)用 cost() 方法，并依賴委托將調(diào)料的價錢加上去

（1） 裝飾者模式設(shè)計圖

（2）代碼實現(xiàn)

飲料 Beverage 抽象類 (抽象構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public abstract class Beverage {String description = "Unknown Beverage";public String getDescription() {return description;}public abstract double cost(); }

濃咖啡 Espresso 類 (具體構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public class Espresso extends Beverage {public Espresso(){description = "Espresso ";}@Overridepublic double cost() {return 1.99;} }

黑咖啡 HouseBlend 類 (具體構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public class HouseBlend extends Beverage {public HouseBlend(){description = "House Blend Coffee ";}@Overridepublic double cost() {return 0.80;} }

調(diào)料 CondimentDecorator 抽象類 (抽象裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{@Overridepublic abstract String getDescription(); }

摩卡 Mocha 類 (具體裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public class Mocha extends CondimentDecorator {private Beverage beverage = null; //用一個實例變量來記錄飲料，也就是被裝飾者public Mocha(Beverage beverage){this.beverage = beverage; //通過構(gòu)造函數(shù)將被裝飾者實例化}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + ", Mocha "; //用來加上調(diào)料，一起描述飲料}@Overridepublic double cost() {return 0.2 + beverage.cost(); //計算摩卡飲料的價錢，為摩卡價錢 + 飲料價錢} }

豆?jié){ Soy 類 (具體裝飾構(gòu)件)

package com.jas.decorator;public class Soy extends CondimentDecorator {private Beverage beverage = null;public Soy(Beverage beverage){this.beverage = beverage;}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + ", Soy ";}@Overridepublic double cost() {return 0.1 + beverage.cost();} }

測試代碼 StarbuzzCoffee 類

package com.jas.decorator;public class StarbuzzCoffee {public static void main(String[] args) {//簡單要一杯濃咖啡Beverage beverage1 = new Espresso();System.out.println(beverage1.getDescription() + "$" + beverage1.cost());//兩份摩卡加一份豆?jié){的濃咖啡Beverage beverage2 = new Espresso();beverage2 = new Mocha(beverage2);beverage2 = new Mocha(beverage2);beverage2 = new Soy(beverage2);System.out.println(beverage2.getDescription() + "$" + beverage2.cost());//一份摩卡加一份豆?jié){的黑咖啡Beverage beverage3 = new HouseBlend();beverage3 = new Mocha(beverage3);beverage3 = new Soy(beverage3);System.out.println(beverage3.getDescription() + "$" + beverage3.cost());} }/*** 輸出* Espresso $1.99* Espresso , Mocha , Mocha , Soy $2.49* House Blend Coffee , Mocha , Soy $1.1*/

2.5 裝飾者模式問題總結(jié)

• 裝飾者與被裝飾對象有相同的超類型 (DarkRoast 與裝飾類 Mocha 和 Soy 都繼承自 Beverage(飲料))。
• 可以使用一個或多個裝飾對象包裝一個對象。
• 因為裝飾者與被裝飾者具有相同的超類型，所以在任何需要原始對象的情況下，都可以用裝飾過的對象去代替它。
• 裝飾者可以在所委托被裝飾者的行為之前與之后，加上自己的行為，以達(dá)到特定的目的。
• 對象可以在任何時候被裝飾，所以在運行時動態(tài)地、不限量地用你喜歡的裝飾者去裝飾對象。

三、真實世界的裝飾者 Java I/O

3.1 了解 Java I/O 裝飾者模式

在了解了裝飾者模式之后，I/O 相關(guān)的類對你來說就更有意義了，因為這其中很多類都是裝飾者。比如下面相關(guān)的類

裝飾 I/O 類

3.2 自定義 Java I/O 裝飾者

問題描述：讀取文件，把輸入流內(nèi)的所有大寫字符轉(zhuǎn)為小寫。

裝飾者 LowerCaseInputStream 類

package com.jas.decorator;import java.io.FilterInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream;/*** 擴(kuò)展 FilterInputStream，這是所有 InputStream 的抽象裝飾者*/ public class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream {public LowerCaseInputStream(InputStream inputStream){super(inputStream);}@Overridepublic int read() throws IOException{int c = super.read();return (c == -1 ? c : Character.toLowerCase((char)c));}@Overridepublic int read(byte[] bytes, int offset, int len) throws IOException{int result = super.read(bytes, offset, len);for (int i = offset; i < offset + result; i++) {bytes[i] = (byte) Character.toLowerCase((char)bytes[i]);}return result;} }

測試 InputTest 類

package com.jas.decorator;import java.io.*;public class InputTest {public static void main(String[] args) {int c = 0;InputStream in = null;try {//設(shè)置 FileInputStream ,先用 BufferedInputStream 裝飾它，再用 LowerCaseInputStream 進(jìn)行裝飾in = new LowerCaseInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.txt")));while ((c = in.read()) >= 0){System.out.print((char)c);}in.close();} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}} }/**在文件中為“HELLO WORLD”** 輸出* hello world*/

四、裝飾者模式總結(jié)

4.1 裝飾者模式的優(yōu)缺點

優(yōu)點

Decorator 模式與繼承關(guān)系的目的都是要擴(kuò)展對象的功能，但是 Decorator 可以提供比繼承更多的靈活性。

通過使用不同的具體裝飾類以及這些裝飾類的排列組合，設(shè)計者可以創(chuàng)造出很多不同行為的組合。

缺點

這種比繼承更加靈活機動的特性，也同時意味著更加多的復(fù)雜性。

裝飾模式會導(dǎo)致設(shè)計中出現(xiàn)許多小類 (I/O 類中就是這樣)，如果過度使用，會使程序變得很復(fù)雜。

裝飾模式是針對抽象組件（Component）類型編程。但是，如果你要針對具體組件編程時，就應(yīng)該重新思考你的應(yīng)用架構(gòu)，以及裝飾者是否合適。

PS:點擊了解更多設(shè)計模式 http://blog.csdn.net/codejas/article/details/79236013

參考文獻(xiàn)

《Head First 設(shè)計模式》

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java 设计模式之装饰者模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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