设计模式（六）装饰模式

装饰模式：

　　装饰模式，又称包装模式（Wrapper），其作用在于，动态地为一个类添加职能。

　　一般来说，为一个类添加额外的功能，第一个想到的应该是使用继承。

　　在设计时，有这么一条准则：组合优于继承。　　

　　装饰模式，就是组合的一种应用，相比继承，它针对类的扩展更具有弹性。

如何理解更具有弹性：

　　继承而言，子类与父类拥有很高的一致性，这种紧耦合使得继承在面对扩展或者变更时，对现有代码的复用性很弱。

　　装饰模式中，将需要扩展功能的类，嵌入到另一个，专门负责扩展功能的类中，从而达到解耦的目的。

　　以上两者，可以独自的扩展，互不影响。

使用场景：

　　一般而言，遇到一下三种情况时，考虑使用装饰模式：

需要扩展一个类的功能，或给一个类增加附加责任。
需要动态的给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销。
需要增加一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能。

角色分析：

　　先用一张别人博客中看到的 UML 类图（链接）：

　　装饰模式，主要由以下4部分组成：

Component：抽象构件，抽象类或接口，定义被装饰类的行为。

ConcreteComponent：具体构件，被装饰类。

Decorator：装饰角色，持有被装饰类对象的实例，与其拥有相同的继承/实现关系。

ConcreteDecorator：具体装饰角色，为被装饰类，添加额外的职能。

　　在一些简单的应用场景中，以上4部分可以依据实际情况，合并一部分。

代码：

1 public interface Component {
2 
3     void methodA();
4 
5     void methodB();
6 
7 }

Component

 1 public class ConcreteComponent implements Component {
 2 
 3     @Override
 4     public void methodA() {
 5         System.out.println(this.getClass().getName() + ": MethodA");
 6     }
 7 
 8     @Override
 9     public void methodB() {
10         System.out.println(this.getClass().getName() + ": MethodB");
11     }
12 
13 }

ConcreteComponent

 1 @AllArgsConstructor
 2 public abstract class Decorator implements Component {
 3 
 4     private Component component;
 5 
 6     @Override
 7     public void methodA() {
 8         component.methodA();
 9     }
10 
11     @Override
12     public void methodB() {
13         component.methodB();
14     }
15 
16 }

Decorator

 1 public class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
 2 
 3     public ConcreteDecoratorA(Component component) {
 4         super(component);
 5     }
 6 
 7     public void methodC() {
 8         System.out.println(this.getClass().getName() + ": MethodC");
 9     }
10 
11 }

ConcreteDecoratorA

 1 @Data
 2 @EqualsAndHashCode(callSuper = false)
 3 public class ConcreteDecoratorB extends Decorator {
 4 
 5     private Object specificatedField;
 6 
 7     public ConcreteDecoratorB(Component component) {
 8         super(component);
 9     }
10 
11     @Override
12     public synchronized void methodA() {
13         System.out.println("Some operation before");
14         super.methodA();
15     }
16 
17 }

ConcreteDecoratorB

　　以上代码中：

　　装饰类A（ConcreteDecoratorA），为对象添加了额外的功能（methodC）。

　　装饰类B（ConcreteDecoratorB），增加了额外的属性（specificatedField），并且为原有的操作，增加了一些修饰（methodA）。

典型应用：

　　在 JDK 源码中，对装饰模式的最典型应用，莫过于 IO 流的设计了。

　　所有 IO 流相关的类，都是从输入（InputStream）/输出（OutputStream）流这两个类扩展而成的。

　　以下是我截取了 InputStream 结构中的部分设计，绘制的 UML：

　　不难发现，IO 流中的结构，可以与装饰模式中的角色一一对应：

Component -> InputStream。

ConcreteComponent -> ByteArrayInputStream, FileInputStream。

Decorator -> FilterInputStream。

ConcreteDecorator -> DataInputStream, BufferInputStream, PushbackInputStream。