装饰器模式

一、什么是装饰器模式？

装饰器（Decorator）模式：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式。

在现实生活中，常常需要对现有产品增加新的功能或美化其外观，如房子装修、相片加相框等，都是装饰器模式。

二、为什么要用装饰器模式？

2.1 装饰和代理

装饰器模式和代理模式，都可以用于增强原始类现有功能，但它们的使用还是有一点区别的：

• 代理模式中，增加的功能是与原始类核心功能无关的
• 装饰器模式中，增加的功能是与原始类核心功能相关的
• 装饰器模式中，装饰器和原始类都是继承于同一个父类，因而可以实现嵌套装饰

2.2 装饰和继承

继承也可以实现功能增强，装饰和继承的区别在于：

• 继承可能会导致类组合爆炸，类结构异常复杂，代码不易维护和扩展
• 装饰器模式使用组合替代继承，而且继承于同一父类，代码易于扩展

三、怎么用装饰器模式？

3.1 模式的结构是怎么样的？

装饰器模式的主要角色包括：

1. 抽象构件角色（Component）：定义的抽象接口，用于规范被附加功能的对象
2. 具体构件角色（ConcreteComponet）：实现抽象构件，实现它自己的核心功能
3. 抽象装饰角色（Decorator）：定义的抽象装饰接口，继承于抽象构件，并包含具体构件的实例
4. 具体装饰角色（ConcreteDecorator）：实现抽象装饰接口，为具体构件对象添加额外的功能

3.2 装饰器模式示例

示例程序的类结构图：

抽象构件：

public abstract class Display {

    public abstract int getColumns();

    public abstract int getRows();

    public abstract String getRowText(int row);

    public final void show() {
        for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
            System.out.println(getRowText(i));
        }
    }

}

具体构件：

public class StringDisplay extends Display {

    private String string;

    public StringDisplay(String string) {
        this.string = string;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return string.getBytes().length;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row == 0) {
            return string;
        } else {
            return null;
        }
    }
}

抽象装饰：

public abstract class Border extends Display {

    protected Display display;

    protected Border(Display display) {
        this.display = display;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return display.getColumns();
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return display.getRows();
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        return display.getRowText(row);
    }
}

具体装饰：

public class SideBorder extends Border {

    private char borderChar;

    protected SideBorder(Display display, char ch) {
        super(display);
        this.borderChar = ch;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        // 左右两边加上装饰符后，长度需要加2
        return 1 + display.getColumns() + 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        // 给左右两边加上装饰符
        return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
    }
}

public class FullBorder extends Border {

    protected FullBorder(Display display) {
        super(display);
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return 1 + display.getColumns() + 1;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return 1 + display.getRows() + 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row == 0) {
            // 上边框
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else if (row == display.getRows() + 1) {
            // 下边框
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else {
            return "|" + display.getRowText(row - 1) + "|";
        }
    }

    private String makeLine(char ch, int count) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            sb.append(ch);
        }
        return sb.toString();
    }
}

四、装饰器模式有什么优缺点？

优点：

• 使用组合代替继承，可以灵活地扩展功能，即插即用
• 不同装饰者的组合，可以实现不同的功能效果

缺点：

• 使用装饰器模式会增加很多子类，使用起来可能会比较麻烦
• 如果过度使用装饰器，可能会导致类嵌套过深，增加了程序的复杂性