设计模式之（7）——装饰设计模式

　　定义：装饰设计模式允许向一个现有的对象添加功能，而不改变其结构（这就很符合程序设计的“开闭原则”），重点突出类功能的增强，属于结构型创建模式，这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有类，保持类方法签名完整的情况下，提供了额外的功能。

　　意图：动态地给一个对象增加一些额外的职责，装饰是比子类更为灵活和优秀的一种方案；

　　主要解决：通常扩展一个类我们通常使用继承实现，由于继承为类引入特征，通常随着功能的扩展，子类会很膨胀，容易造成类爆炸；装饰设计模式是一种使用组合替代继承的最佳实现，《effective java》中也建议“组合优先于继承”，面向对象编程有封装、继承和多态三大特征，其中封装和继承却有一点矛盾，继承意味着子类依赖了父类的实现，一旦父类中改变了规则，会对子类造成影响，这是打破封装的一种表现，而组合就是巧用封装来实现继承功能的代码复用；

　　何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类的功能；

　　设计模式结构图：

　　

　　模式角色分析：

　　1、抽象构件角色（Component）:定义一个抽象接口，用来规范被装饰类的行为；

　　2、具体构件角色（ConcreteComponent）:需要被装饰的目标对象；

　　3、抽象装饰角色（decorator）:持有一个具体构件对象的实例，并定义一个与抽象构建接口一致的接口；

　　4、具体装饰角色（ConcreteDecorator）:具体的装饰类，负责给被装饰者扩展功能；

　　优点：

　　1、装饰和继承都能达到扩展类功能的目的，但是装饰模式更加灵活；

　　2、装饰设计模式有很好的可扩展性；

　　3、通过使用不同的具体装饰类，以及这些类的排列组合，可以实现多重装饰；

　　缺点：

　　装饰设计或是会导致程序设计中出现许多小对象，如果过度使用会使程序变得更加复杂；

　　UML类图：

　　

　　测试代码:

　　

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: Shape  
 * @Description:  抽象构件角色（Component），用来约束被装饰对象的行为
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:11:29
 */
public interface Shape {

    /**
     * 
     * @Title: draw 
     * @Description:
     */
    public void draw();
}

 

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: Circle  
 * @Description:  具体构件角色（ConcreteComponent），被装饰的对象
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:14:50
 */
public class Circle implements Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.err.println("Shape: Circle.");
    }

}

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: Rectangle  具体构件角色（ConcreteComponent），被装饰的对象
 * @Description:  
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:13:36
 */
public class Rectangle implements Shape {

    @Override
    public void draw() {
        System.err.println("Shape: Recatangle.");
    }

}

 

 

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: ShapeDecorator  
 * @Description:  抽象装饰角色(Decorator),定义一组与抽象构件角色相同的行为，
 *                      通过实现接口来定义，并持有一个具体构件角色的引用，在完成装饰设计模式增加的功能之后再调用原有功能
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:16:42
 */
public abstract class ShapeDecorator implements Shape{
    
    private Shape shape;
    
    public ShapeDecorator(Shape shape) {
        this.shape = shape;
    }

    @Override
    public void draw() {
        shape.draw();
    }

}

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: RedShapeDecorator  
 * @Description: 具体的装饰者类，负责给被装饰者类扩展功能； 
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:55:38
 */
public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator{

    public RedShapeDecorator(Shape shape) {
        super(shape);
    }
    
    @Override
    public void draw() {
        super.draw();
        setRedColor();
    }
    
    private void setRedColor() {
        System.err.println("Red Color!");
    }

}

package cn.com.pep.model.decarator.impl2;
/**
 * 
 * @Title: DecoratorPatternDemo  
 * @Description:  测试类
 * @author wwh 
 * @date 2022-9-1 16:56:54
 */
public class DecoratorPatternDemo {
    
    public static void main(String[] args) {
        Shape shape = new Rectangle();
        ShapeDecorator decorator = new RedShapeDecorator(shape);
        decorator.draw();
    }
}  

装饰设计模式在JDK源码中的应用：
　　装饰设计模式在jdk源码中最具代表性的应用莫过于I/O体系中的InputStream/OutputStream，Reader/Writer等，现在我们就以InputStream为例进行分析：
　　
抽象构件角色（Component）：InputStream类，用来定义具体构件的行为；
具体构件角色（ConcreteComponent）:FileInputStream、ByteArrayInputStream、ObjectInputStream类，具体被装饰的类；
抽象装饰角色（Decorator）:FilterInputStream类，通过继承抽象构建角色类来定义一组与具体构件类相同的行为，再通过聚合的方式来持有被装饰角色的引用；
具体装饰角色（ConcreteDecorator）:BufferedInputStream、DataInputStream、CheckedInputStream类，具体装饰者类，负责给被装饰者增加功能；

写在后面：
　　装饰设计模式中，装饰者和被装饰者都可以独立扩展，没有耦合关系，被装饰者无需知道装饰者的存在，装饰者也无需关心被装饰者的具体细节，装饰设计模式可以动态扩展一个类的功能，
是继承的一种替代方案，但是装饰的层级过多可能比较复杂。