装饰模式

1.模式动机与定义

模式动机

1. 可以在不改变一个对象本身功能的基础上给对象增加额外的新行为
2. 是一种用于替代继承的技术，它通过一种无须定义子类的方式给对象动态增加职责，使用对象之间的关联关系取代类之间的继承关系
3. 引入了装饰类，在装饰类中既可以调用待装饰的原有类的方法，还可以增加新的方法，以扩展原有类的功能

模式定义

装饰模式(Decorator Pattern):动态地给一个对象增加一些额外的职责就增加对象功能来说，装饰模式比生成子类实现更为灵活

对象结构型模式

以对客户透明的方式动态地给一个对象附加上更多的责任

可以在不需要创建更多子类的情况下，让对象的功能得以扩展

2.模式结构与分析

模式结构

装饰模式包含如下角色：

1. Component:抽象构件类：抽象构件定义了对象的接口，可以给这些对象动态增加职责/方法。抽象构件是具体构件和抽象修饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法，可以使客户端以一致的方法处理未被装饰的对象以及装饰之后的对象，实现客户端的透明操作。
2. ConcreteComponent:具体构件类：具体构件类定义了具体的构件对象，实现了在抽象构件中声明的方法，装饰器可以给它增加额外的职责/方法
3. Decorator:抽象装饰类：是抽象构件类的子类，用于给具体构件增加职责，但是具体职责在其子类中实现。维护了一个指向抽象构件对象的引用，通过该引用可以调用装饰之前构件对象的方法，并通过其子类扩展该方法，以达到装饰的目的。
4. ConcreteDecorator:具体装饰类：具体装饰类是抽象装饰类的子类，负责向构件添加新的职责。每一个具体装饰类都定义了一些新的行为，可以调用在抽象装饰类中定义的方法，并可以增加新的方法以便扩充对象的行为。

模式分析

1. 与继承关系相比，关联关系的主要优势在于不会破坏类的封装性，而且继承是一种耦合度较大的静态关系无法在程序运行时动态扩展。在软件开发阶段，关联关系虽然不会比继承关系减少编码量，但是到了软件维护阶段，由于关联关系使系统具有较好的松耦合性因此使得系统更加容易维护。当然，关联关系的缺点是比继承关系要创建更多的对象
2. 使用装饰模式来实现扩展比继承更加灵活，它以对客户透明的方式动态地给一个对象附加更多的责任。装饰模式可以在不需要创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。

//抽象装饰类示例代码
public class Decorator extends Component{
    private Component component; //维持一个对抽象构件对象的引用
    
    //注入一个抽象构件类型的对象
    public Decorator(Component component){
        this.component=component;
    }
    
    public void operation(){
        component.operation();//调用原有业务方法
    }
}

//具体装饰类示例代码
public class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component){
        super(component);
    }
    
    public void operation(){
        superoperationO;//调用原有业务方法
        addedBehaviorO;//调用新增业务方法
    }
    
    //新增业务方法
    public void addedBehavior(){
        ....
    }
}

透明装饰模式

1. 透明(Transparent)装饰模式:要求客户端完全针对抽象编程，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
2. 对于客户端而言，具体构件对象和具体装饰对象没有任何区别
3. 可以让客户端透明地使用装饰之前的对象和装饰之后的对象，无须关心它们的区别
4. 可以对一个已装饰过的对象进行多次装饰，得到更为复杂、功能更为强大的对象
5. 无法在客户端单独调用新增方法addedBehavior()

Component component o,component dl,component d2;//全部使用抽象构件定义
component o=new ConcreteComponent();
component dl=new ConcreteDecoratorl(component o);
component d2=new ConcreteDecorator2(component dl);
component d2.operation();
//无法单独调用component_d2的addedBehavior()方法

不透明装饰模式

1. 半透明(Semi-transparent)装饰模式:用具体装饰类型来定义装饰之后的对象，而具体构件使用抽象构件类型来定义
2. 对于客户端而言，具体构件类型无须关心，是透明的;但是具体装饰类型必须指定，这是不透明的
3. 可以给系统带来更多的灵活性，设计相对简单，使用起来也非常方便
4. 客户端使用具体装饰类型来定义装饰后的对象，因此可以单独调用addedBehavior()方法
5. 最大的缺点在于不能实现对同一个对象的多次装饰，而且客户端需要有区别地对待装饰之前的对象和装饰之后的对象

Component component_o;//使用抽象构件类型定义
component_o=new ConcreteComponent();
component_o.operation();
ConcreteDecorator component_d; //使用具体装饰类型定义
component_d= new ConcreteDecorator(component_o);
component_d.operation();
component_d.addedBehaviorO://单独调用新增业务方法

3.模式效果与应用

优点

1. 对于扩展一个对象的功能，装饰模式比继承更加灵活，不会导致类的个数急剧增加
2. 可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，通过配置文件可以在运行时选择不同的具体装饰类，从而实现不同的行为
3. 可以对一个对象进行多次装饰
4. 具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，且原有类库代码无须改变，符合开闭原则

缺点

1. 使用装饰模式进行系统设计时将产生很多小对象，大量小对象的产生势必会占用更多的系统资源，在一定程度上影响程序的性能
2. 比继承更加易于出错，排错也更困难，对于多次装饰的对象，调试时寻找错误可能需要逐级排查，较为烦琐

使用情况

1. 在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责
2. 当不能采用继承的方式对系统进行扩展或者采用继承不利于系统扩展和维护时可以使用装饰模式

模式应用

1. 在javax.swing包中，可以通过装饰模式动态给一些构件增加新的行为或改善其外观显示。
2. 装饰模式在JDK中最经典的实例是Java IO。

模式扩展

• 一个装饰类的接口必须与被装饰类的接口保持相同，对于客户端来说无论是装饰之前的对象还是装饰之后的对象都可以一致对待。
• 尽量保持具体构件类Component作为一个“轻类，也就是说不要把太多的逻辑和状态放在具体构件类中，可以通过装饰类对其进行扩展。
• 如果只有一个具体构件类而没有抽象构件类，那么抽象装饰类可以作为具体构件类的直接子类。