装饰者模式

提出问题

动态地给一个对象添加一些额外的职责。

问题案例

想买一个加糖的饮料：

则需要实现饮料类。
其次实现加糖的饮料，并继承自饮料类，即一个加糖的饮料类。
如果还想加可可，则需要再次实现一个类，是一个加糖、加可可的类。

对于这种动态的增加，并且增加的数目不确定，使用继承实现会出现太多的类。

基础概述

是什么

定义：动态地将责任附加到对象上，想要扩展功能，装饰者提供有别于继承的另一种选择。

装饰者（Decorator）和具体组件（ConcreteComponent）都继承自组件（Component），具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象，而装饰者组合了一个组件，这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰，就是把这个装饰者套在被装饰者之上，从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的，这属于它的功能，然后调用被装饰者的方法实现，从而也保留了被装饰者的功能。可以看到，具体组件应当是装饰层次的最低层，因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。

应用

适用性

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。
- 通过使用不同装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以实现不同的效果。
这些职责还可以动态地撤销。
提供了比继承更有弹性的替代方案。
- 继承在实现时就已经确定了。
当不能采用生成子类的方法进行扩充时。
- 如可能有大量独立的扩展，每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目爆炸增长。
- 可能因为类定义被隐藏或类定义不能用来生成子类。

应用场景

协作

结构

1566438131434

参与者

Component。定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责。
ConcreteComponent。定义一个对象，可以给这个对象添加就一些职责。
Decorator。维持一个指向Compinent对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口。
ConcreteDecorator。向组件添加职责。

协作

类关系。
逻辑关系。
- Decorator将请求转发给它的Component对象，并有可能在转发请求前后执行一些附加的动作。

权衡

优点：

比静态继承更为灵活，提供了更灵活的向对象添加职责的方式，可以采用添加和分离的方式，用装饰在运行时刻增加和删除职责。
- 继承要求为每个添加的职责创建一个新的子类，增加了系统复杂性。
避免在层次结构高层具有太多的特征。Decorator模式提供了一种即用即付的方式添加职责。

缺点：

会出现更多的代码，更多的类，增加程序复杂性。
动态装饰时，多层装饰时会更复杂。
- 比继承而言，类可能会少但对象会更多。

实现

注意

接口的一致性。装饰对象的接口必须与它所装饰的Component的接口是一致的，因此所有的ConcreteDecorator类都必须有一个公共的父类。
省略抽象的Decorator。如果只添加一个职责，则没有必要定义抽象。
保持Component类的简单性。
改变对象外壳与改变对象内核。可以将Decorator看作一个对象的外壳，它可以改变这个对象的行为。另一种方式是改变对象的内核，即Strategy。
- 当Component很庞大，则使用Decorator代价太高，此时应该使用Strategy模式。

实现步骤

设计父类接口Component：
- 有着公有的一个方法。
设计装饰者类Decorator实现接口Component。
设计具体组件抽象类ConcreteComponet实现接口Component。
实现具体组件类继承自抽象类：
- 类可以自由添加Decorator，可通过set或者构造器注入。

装饰者即与需要装饰的对象实现同一个接口，并且在装饰者当中留有一个接口的引用用于引用被装饰对象。

示例

设计不同种类的饮料，饮料可以添加配料，比如可以添加牛奶，并且支持动态添加新配料。每增加一种配料，该饮料的价格就会增加，要求计算一种饮料的价格。

下图表示在DarkRoast饮料上新增新添加Mocha配料，之后又添加了Whip配料。DarkRoast被Mocha包裹，Mocha又被Whip包裹。它们都继承自相同父类，都有cost()方法，外层类的cost()方法调用了内层类的cost()方法。

//最上层统一接口
public interface Beverage {
    double cost();
}

//装饰者
public class HouseBlend implements Beverage {
    @Override
    public double cost() {
        return 1;
    }
}

//组件抽象类
public abstract class CondimentDecorator implements Beverage {
    //需要包装的装饰者
    protected Beverage beverage;
}

public class Milk extends CondimentDecorator {

    public Milk(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1 + beverage.cost();
    }
}

public class Mocha extends CondimentDecorator {

    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1 + beverage.cost();
    }
}

public class Client {

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new HouseBlend();
        beverage = new Mocha(beverage);
        beverage = new Milk(beverage);
        System.out.println(beverage.cost());
    }
}
3.0

设计模式：装饰者模式