11、Java模式装饰器模式

装饰器模式

指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。

装饰器模式的主要优点有：

装饰器是继承的有力补充，比继承灵活，在不改变原有对象的情况下，动态的给一个对象扩展功能，即插即用
通过使用不用装饰类及这些装饰类的排列组合，可以实现不同效果
装饰器模式完全遵守开闭原则

其主要缺点是：装饰器模式会增加许多子类，过度使用会增加程序得复杂性。

模式的结构

装饰器模式主要包含以下角色。

抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
具体构件（ConcreteComponent）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，并包含具体构件实例，可通过其子类扩展具体构件的功能。
具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。

装饰器模式的结构图如图：

模式的实现

装饰器模式的实现代码如下：

// 抽象构件角色
public interface Component {
    void operation();
}

// 具体构件角色
public class ConcreteComponent implements Component{
    public ConcreteComponent() {
        System.out.println("创建具体构件角色");
    }

    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");
    }
}

// 抽象装饰角色
public class Decorator implements Component{
    private Component component;

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

    @Override
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

// 具体装饰角色
public class ConcreteDecorator extends Decorator{
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }
    @Override
    public void operation() {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction() {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");
    }
}

// 测试类
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Component component = new ConcreteComponent();
        component.operation();

        Component decorator = new ConcreteDecorator(component);
        decorator.operation();
    }
}

输出结果如下：

创建具体构件角色
调用具体构件角色的方法operation()
调用具体构件角色的方法operation()
为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()

可以看到，使用装饰模式为具体构件角色增加了额外的功能，对其进行加强操作。

装饰器模式在 Java 语言中的最著名的应用莫过于 Java I/O 标准库的设计。

下面代码是为 FileReader 增加缓冲区而采用的装饰类 BufferedReader 的例子：

BufferedReader in = new BufferedReader(new FileReader("filename.txt"));
String s = in.readLine();

模式拓展

装饰器模式所包含的 4 个角色不是任何时候都要存在的，在有些应用环境下模式是可以简化的，如以下两种情况。

(1) 如果只有一个具体构件而没有抽象构件时，可以让抽象装饰继承具体构件，其结构图如图：

(2) 如果只有一个具体装饰时，可以将抽象装饰和具体装饰合并，其结构图如图：