0x01 前言
??裝飾器模式（Decorator Pattern）允許向一個現(xiàn)有的對象添加新的功能，同時又不改變其結(jié)構(gòu)。這種類型的設(shè)計(jì)模式屬于結(jié)構(gòu)型模式，它是作為現(xiàn)有的類的一個包裝。
??這種模式創(chuàng)建了一個裝飾類，用來包裝原有的類，并在保持類方法簽名完整性的前提下，提供了額外的功能。
0x02 簡介
意圖：動態(tài)地給一個對象添加一些額外的職責(zé)。就增加功能來說，裝飾器模式相比生成子類更為靈活。
主要解決：一般的，我們?yōu)榱藬U(kuò)展一個類經(jīng)常使用繼承方式實(shí)現(xiàn)，由于繼承為類引入靜態(tài)特征，并且隨著擴(kuò)展功能的增多，子類會很膨脹。
何時使用：在不想增加很多子類的情況下擴(kuò)展類。
如何解決：將具體功能職責(zé)劃分，同時繼承裝飾者模式。
關(guān)鍵代碼： 1、Component 類充當(dāng)抽象角色，不應(yīng)該具體實(shí)現(xiàn)。 2、修飾類引用和繼承 Component 類，具體擴(kuò)展類重寫父類方法。
應(yīng)用實(shí)例： 1、孫悟空有 72 變，當(dāng)他變成“廟宇”后，他的根本還是一只猴子，但是他又有了廟宇的功能。 2、不論一幅畫有沒有畫框都可以掛在墻上，但是通常都是有畫框的，并且實(shí)際上是畫框被掛在墻上。在掛在墻上之前，畫可以被蒙上玻璃，裝到框子里；這時畫、玻璃和畫框形成了一個物體。
優(yōu)點(diǎn)：裝飾類和被裝飾類可以獨(dú)立發(fā)展，不會相互耦合，裝飾模式是繼承的一個替代模式，裝飾模式可以動態(tài)擴(kuò)展一個實(shí)現(xiàn)類的功能。
缺點(diǎn)：多層裝飾比較復(fù)雜。
使用場景： 1、擴(kuò)展一個類的功能。 2、動態(tài)增加功能，動態(tài)撤銷。
注意事項(xiàng)：可代替繼承。
0x03 設(shè)計(jì)概述
??咖啡是一種飲料，咖啡的本質(zhì)是咖啡豆 + 水磨出來的。咖啡店現(xiàn)在要賣各種口味的咖啡，如果不使用裝飾模式，那么在銷售系統(tǒng)中，各種不一樣的咖啡都要產(chǎn)生一個類，如果有 4 種咖啡豆， 5 種口味，那么將要產(chǎn)生至少 20 個類（不包括混合口味），非常麻煩。使用了裝飾模式，只需要 11 個類即可生產(chǎn)任意口味咖啡（包括混合口味）。
角色組成
??抽象構(gòu)件（Component）角色：給出一個抽象接口，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加責(zé)任的對象。
??具體構(gòu)件（Concrete Component）角色：定義一個將要接收附加責(zé)任的類。
??裝飾角色（Decorator）：持有一個構(gòu)件（Component）對象的實(shí)例，并定義一個與抽象構(gòu)件接口一致的接口。
??具體裝飾角色（Concrete Decorator）：負(fù)責(zé)給構(gòu)件對象“貼上”附加的責(zé)任。
0x04 具體實(shí)現(xiàn)
項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖
圖片
抽象構(gòu)件（Component）
??創(chuàng)建一個飲料接口，以規(guī)范準(zhǔn)備接收附加責(zé)任的對象。
// decorator_pattern.IBeverage
package decorator_pattern;
public interface IBeverage {
String getDescription(); // 定義添加物料描述
double getPrice(); // 獲取返回金額數(shù)
}
具體構(gòu)件（Concrete Component）
??創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)接口的實(shí)體類，即是被裝飾的類型。
// decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean1
package decorator_pattern.concrete_component;
import decorator_pattern.IBeverage;
public class CoffeeBean1 implements IBeverage {
private String description = "選擇第 1 種咖啡豆";
@Override
public String getDescription() {
return description;
}
@Override
public double getPrice() {
return 50;
}
}
// decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean2
package decorator_pattern.concrete_component;
import decorator_pattern.IBeverage;
public class CoffeeBean2 implements IBeverage {
private String description = "選了第 2 種咖啡豆";
@Override
public String getDescription() {
return description;
}
@Override
public double getPrice() {
return 100;
}
}
裝飾角色（Decorator）
??拓展 Decorator 形成抽象裝飾類，創(chuàng)建一個構(gòu)件（Component）對象的實(shí)例，并定義一個與抽象構(gòu)件接口一致的接口，由此接口拓展具體的裝飾類。
// decorator_pattern.decorator.Decorator
package decorator_pattern.decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
public abstract class Decorator implements IBeverage {
private String descriptor = "我只是裝飾器，不做具體的描述";
@Override
public String getDescription() {
return descriptor;
}
@Override
public double getPrice() {
return 0;
}
}
具體裝飾角色（Concrete Decorator）
??拓展 Decorator 形成具體的裝飾類，負(fù)責(zé)給構(gòu)件對象“貼上”附加的責(zé)任。
// decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Milk
package decorator_pattern.decorator.concrete_decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
import decorator_pattern.decorator.Decorator;
public class Milk extends Decorator {
private String description = "加了牛奶";
private IBeverage beverage = null;
public Milk(IBeverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + "\n" + description;
}
@Override
public double getPrice() {
return beverage.getPrice() + 30;
}
}
// decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Mocha
package decorator_pattern.decorator.concrete_decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
import decorator_pattern.decorator.Decorator;
public class Mocha extends Decorator {
private String description = "加了摩卡";
private IBeverage beverage = null;
public Mocha(IBeverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + "\n" + description;
}
@Override
public double getPrice() {
return beverage.getPrice() + 50;
}
}
// decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Soy
package decorator_pattern.decorator.concrete_decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
import decorator_pattern.decorator.Decorator;
public class Soy extends Decorator {
private String description = "加了豆?jié){";
private IBeverage beverage = null;
public Soy(IBeverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + "\n" + description;
}
@Override
public double getPrice() {
return beverage.getPrice() + 30;
}
}
測試類
??進(jìn)行測試舉例，飲料 1 ：咖啡豆 1 ，加入牛奶，摩卡。飲料 2 ：咖啡豆 2 ， 加入豆?jié){。
// decorator_pattern.BeverageTest
package decorator_pattern;
import org.junit.Test;
import decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean1;
import decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean2;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Frozen;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Heat;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Milk;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Mocha;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Soy;
public class BeverageTest {
@Test
public void testBeverage1() {
IBeverage beverage = new CoffeeBean1();
beverage = new Milk(beverage);
beverage = new Mocha(beverage);
Heat heatBeverage = new Heat(beverage);
System.out.println(heatBeverage.getDescription() + "\n" + heatBeverage.getPrice() + "\n" + heatBeverage.getOperator());
}
@Test
public void testBeverage2() {
IBeverage beverage = new CoffeeBean2();
beverage = new Soy(beverage);
Frozen frozenBeverage = new Frozen(beverage);
System.out.println(frozenBeverage.getDescription() + "\n" + frozenBeverage.getPrice() + "\n" + frozenBeverage.getOperator());
}
}
測試結(jié)果
??testBeverage1
選擇第 1 種咖啡豆
加了牛奶
加了摩卡
130.0
??testBeverage2
選了第 2 種咖啡豆
加了豆?jié){
130.0
0x05 裝飾模式和適配器模式的關(guān)系
??裝飾模式和適配器模式都是“包裝模式（Wrapper Pattern）”，它們都是通過封裝其他對象達(dá)到設(shè)計(jì)的目的的，但是它們的形態(tài)有很大區(qū)別。
??理想的裝飾模式在對被裝飾對象進(jìn)行功能增強(qiáng)的同時，要求具體構(gòu)件角色、裝飾角色的接口與抽象構(gòu)件角色的接口完全一致。而適配器模式則不然，一般而言，適配器模式并不要求對源對象的功能進(jìn)行增強(qiáng)，但是會改變源對象的接口，以便和目標(biāo)接口相符合。
??裝飾模式有透明和半透明兩種，這兩種的區(qū)別就在于裝飾角色的接口與抽象構(gòu)件角色的接口是否完全一致。透明的裝飾模式也就是理想的裝飾模式，要求具體構(gòu)件角色、裝飾角色的接口與抽象構(gòu)件角色的接口完全一致。相反，如果裝飾角色的接口與抽象構(gòu)件角色接口不一致，也就是說裝飾角色的接口比抽象構(gòu)件角色的接口寬的話，裝飾角色實(shí)際上已經(jīng)成了一個適配器角色，這種裝飾模式也是可以接受的，稱為“半透明”的裝飾模式，如下圖所示。
圖片
??在適配器模式里面，適配器類的接口通常會與目標(biāo)類的接口重疊，但往往并不完全相同。換言之，適配器類的接口會比被裝飾的目標(biāo)類接口寬。
??顯然，半透明的裝飾模式實(shí)際上就是處于適配器模式與裝飾模式之間的灰色地帶。如果將裝飾模式與適配器模式合并成為一個“包裝模式”的話，那么半透明的裝飾模式倒可以成為這種合并后的“包裝模式”的代表。
0x06 透明性要求
??裝飾模式對客戶端的透明性要求程序不要聲明一個 Concrete Component 類型的變量，而應(yīng)當(dāng)聲明一個 Component 類型的變量。
??用上面的例子來說，必須永遠(yuǎn)把所有的飲料當(dāng)成飲料來對待，而如果把飲料變成的加摩卡的飲料當(dāng)成摩卡，而不是飲料，這是不應(yīng)當(dāng)發(fā)生的。
??下面的做法是對的：
IBeverage beverage = new CoffeeBean1();
IBeverage mochaBeverage = new Mocha(beverage);
??下面的做法是錯的：
IBeverage beverage = new CoffeeBean1();
Mocha mochaBeverage = new Mocha(beverage);
0x07 半透明模式
??然而，純粹的裝飾模式很難找到。裝飾模式的用意是在不改變接口的前提下，增強(qiáng)所考慮的類的性能。在增強(qiáng)性能的時候，往往需要建立新的公開的方法。上述例子中，我們需要對咖啡進(jìn)行加熱和冰凍，就需要在原先的接口上添加新的方法。因此，在 Concrete Decorator 類模塊中，添加新的具體裝飾類 Heat ，在類 Heat 中增加方法 getOperator() 對咖啡進(jìn)行進(jìn)一步操作。
項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖
圖片
具體實(shí)現(xiàn)
具體裝飾角色（Concrete Decorator）
??拓展 Decorator 形成具體的裝飾類 Heat，對咖啡進(jìn)行加熱。
// decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Heat
package decorator_pattern.decorator.concrete_decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
import decorator_pattern.decorator.Decorator;
public class Heat extends Decorator {
private IBeverage beverage = null;
public Heat(IBeverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription();
}
@Override
public double getPrice() {
return beverage.getPrice();
}
public String getOperator() {
return "加熱";
}
}
??拓展 Decorator 形成具體的裝飾類 Frozen，對咖啡進(jìn)行冰凍。
// decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Frozen
package decorator_pattern.decorator.concrete_decorator;
import decorator_pattern.IBeverage;
import decorator_pattern.decorator.Decorator;
public class Frozen extends Decorator {
private IBeverage beverage = null;
public Frozen(IBeverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription();
}
@Override
public double getPrice() {
return beverage.getPrice();
}
public String getOperator() {
return "冰凍";
}
}
??這就導(dǎo)致了大多數(shù)的裝飾模式的實(shí)現(xiàn)都是“半透明”的，而不是完全透明的。換言之，允許裝飾模式改變接口，增加新的方法。這意味著客戶端可以聲明 Concrete Decorator 類型的變量，從而可以調(diào)用 Concrete Decorator 類中才有的方法：
測試類
package decorator_pattern;
import org.junit.Test;
import decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean1;
import decorator_pattern.concrete_component.CoffeeBean2;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Frozen;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Heat;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Milk;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Mocha;
import decorator_pattern.decorator.concrete_decorator.Soy;
public class BeverageTest {
@Test
public void testBeverage1() {
IBeverage beverage = new CoffeeBean1();
beverage = new Milk(beverage);
beverage = new Mocha(beverage);
Heat heatBeverage = new Heat(beverage);
System.out.println(heatBeverage.getDescription() + "\n" + heatBeverage.getPrice() + "\n" + heatBeverage.getOperator());
}
@Test
public void testBeverage2() {
IBeverage beverage = new CoffeeBean2();
beverage = new Soy(beverage);
Frozen frozenBeverage = new Frozen(beverage);
System.out.println(frozenBeverage.getDescription() + "\n" + frozenBeverage.getPrice() + "\n" + frozenBeverage.getOperator());
}
}
??半透明的裝飾模式是介于裝飾模式和適配器模式之間的。適配器模式的用意是改變所考慮的類的接口，也可以通過改寫一個或幾個方法，或增加新的方法來增強(qiáng)或改變所考慮的類的功能。大多數(shù)的裝飾模式實(shí)際上是半透明的裝飾模式，這樣的裝飾模式也稱做半裝飾、半適配器模式。
