设计模式--装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许你动态地将行为添加到对象中，而无需通过子类进行静态扩展。装饰器模式通过创建一个包装类，也就是装饰器，来包裹原始的类，并且可以在包裹过程中添加一些额外的功能。

核心概念

装饰器模式的核心思想是通过组合而非继承来扩展对象的功能。它允许你在不改变原始类（被装饰者）结构的情况下，动态地添加功能。

结构

1. Component（抽象构件）：

   • 定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。

2. ConcreteComponent（具体构件）：

   • 实现Component接口的具体对象，是被装饰的对象。

3. Decorator（装饰器抽象类）：

   • 持有一个Component对象的引用，并定义一个与Component接口一致的接口。
   • 可以通过构造方法传入Component对象，动态地给Component对象添加职责。

4. ConcreteDecorator（具体装饰器）：

   • 实现Decorator抽象类，负责向对象添加新的职责。
   • 可以在调用父类方法前后执行一些额外的动作，以达到特定的目的。

示例

考虑一个咖啡店的订单系统，客户可以选择不同种类的咖啡（例如：浓缩咖啡、深度烘焙咖啡），并且可以选择添加不同的配料（例如：牛奶、摩卡）来装饰咖啡。

1. 定义抽象组件

// Component: 咖啡接口
public interface Coffee {
    double getCost();  // 获取咖啡价格
    String getDescription();  // 获取咖啡描述
}

2. 定义具体组件

// ConcreteComponent: 浓缩咖啡
public class Espresso implements Coffee {
    @Override
    public double getCost() {
        return 1.99;
    }
 
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Espresso";
    }
}
 
// ConcreteComponent: 深度烘焙咖啡
public class DarkRoast implements Coffee {
    @Override
    public double getCost() {
        return 2.49;
    }
 
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Dark Roast Coffee";
    }
}

3. 定义装饰器抽象类

// Decorator: 咖啡装饰器抽象类
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;
 
    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }
 
    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }
 
    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }
}

4. 定义具体装饰器类

// ConcreteDecorator: 牛奶装饰器
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }
 
    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 0.5; // 添加牛奶的价格
    }
 
    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", Milk"; // 添加牛奶的描述
    }
}
 
// ConcreteDecorator: 摩卡装饰器
public class MochaDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MochaDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }
 
    @Override
    public double getCost() {
        return super.getCost() + 0.7; // 添加摩卡的价格
    }
 
    @Override
    public String getDescription() {
        return super.getDescription() + ", Mocha"; // 添加摩卡的描述
    }
}

5. 客户端使用装饰器模式

public class DecoratorPatternExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 点一杯浓缩咖啡
        Coffee espresso = new Espresso();
        System.out.println("Cost: $" + espresso.getCost() + ", Description: " + espresso.getDescription());
 
        // 加牛奶
        Coffee milkEspresso = new MilkDecorator(espresso);
        System.out.println("Cost: $" + milkEspresso.getCost() + ", Description: " + milkEspresso.getDescription());
 
        // 加摩卡
        Coffee mochaDarkRoast = new MochaDecorator(new DarkRoast());
        System.out.println("Cost: $" + mochaDarkRoast.getCost() + ", Description: " + mochaDarkRoast.getDescription());
 
        // 组合装饰：浓缩咖啡 + 牛奶 + 摩卡
        Coffee espressoWithMilkAndMocha = new MochaDecorator(new MilkDecorator(new Espresso()));
        System.out.println("Cost: $" + espressoWithMilkAndMocha.getCost() + ", Description: " + espressoWithMilkAndMocha.getDescription());
    }
}

6. 解释

• 抽象组件 (Coffee 接口)：定义了咖啡的基本行为。
• 具体组件 (Espresso, DarkRoast 类)：具体的咖啡类型，实现了 Coffee 接口。
• 装饰器抽象类 (CoffeeDecorator 类)：实现了 Coffee 接口，并持有一个 Coffee 对象的引用。
• 具体装饰器类 (MilkDecorator, MochaDecorator 类)：扩展了 CoffeeDecorator 类，添加了额外的行为。
• 客户端 (DecoratorPatternExample 类)：演示了如何动态地使用装饰器模式来装饰不同种类的咖啡，并组合不同的装饰器。

总结

装饰器模式允许动态地将责任附加到对象上，通过对象的组合，可以在运行时扩展功能。它避免了静态地使用子类来扩展功能的缺点，使得系统更加灵活和可扩展。在实际开发中，装饰器模式常用于需要动态地增加或修改对象功能的场景，例如界面组件的装饰、I/O流的过滤等。