结构型模式之装饰器设计

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一、装饰器概述及结构

装饰器模式是对功能的增强，而不是附加新的功能。代理模式才是附加新的功能。

装饰器结构：

抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。如下方的 Drink 类。

具体构件（Concrete Component）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。如下方的 LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡) 等。

抽象装饰（Decorator）角色： 装饰者，继承或实现抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。如下方的 Decorator 类。

具体装饰（Concrete Decorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。如下方的咖啡添加品类，Chocolate Milk 类等。

装饰器模式就是简单的“用组合替代继承”吗？

第一个比较特殊的地方是：装饰器类和原始类继承同样的父类，这样我们可以对原始类“嵌套”多个装饰器类。

第二个比较特殊的地方是：装饰器类是对功能的增强，这也是装饰器模式应用场景的一个重要特点。

咖啡案例：

咖啡种类：Espresso(意大利浓咖啡)、ShortBlack、LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡)

调料：Milk、Soy(豆浆)、Chocolate

方便计算不同种类咖啡的费用：客户可以单点咖啡，也可以单品咖啡+调料组合。

我们是否可以只需在 Chocolate 等类中重新实现那些需要重写的函数就可以了，其他函数继承 Drink 的默认实现？

这样做是行不通的！

对于即便是不需要增强功能的函数来说（假如Drink有其他方法），Chocolate 还是必须把它重新实现一遍，简单包裹对 Drink 对象的函数调用。如果不重新实现，那 Chocolate 类就无法将最终的任务，委托给传递进来的 Drink 对象来完成。略有抽象…..

其实这样抽象出一个中间层，既是为了功能正常也是为了将重复性方法在父类只实现一遍就好。

二、装饰器模式实现

抽象构件（Component）角色

这里指饮品 Drink 抽象类，费用方法需要具体子类进行实现，子类包括咖啡类型和调味品类型。

抽象类中的两个set方法，子类也需要进行重写设置。

抽象装饰（Decorator）角色

装饰者包含被装饰者。

装饰角色作为咖啡的装饰组合类型，是各种调味品的父类。

构造器会传入单品咖啡或者加了调味品的咖啡，重写的 cost 方法会将：

传入的咖啡价格（包括到目前为止加了的所有调味品价格） obj.cost 加上
自己调味品价格（调味品价格为构造器中调用父类方法set到了顶层Drink类） super.getPrice
即这里重写父类 cost 方法得到的就是总价。供 coffee 父类调用父类 Drink 类获取总价格。

这里的 cost 方法计算其实类似递归计算。

Coffee 类

Coffee 类作为抽象构件（Component）角色和具体构件（Concrete Component）角色之间的一层，用于抽取公共部分，如下方可以抽取出一个 cost 方法，避免子类都进行重写。

当创建的是单品咖啡时，获取价格就是调用这里Coffee父类的 cost 方法，进而调用到顶层 Drink 中保存的单品价格。

当创建的是加了调味品的咖啡，调用 cost 方法将不是这里的方法，而是装饰器 Decorator 的 cost 方法，该方法会调用到单品咖啡的 cost 方法，即这里重写的方法，以及父类 Drink 中保存的调味品价格。

当创建的是嵌套加了多种调味品的咖啡，调用 cost 方法将不是这里的方法，而是装饰器 Decorator 的 cost 方法，该方法会调用到最后一次调味品的价格 super.getPrice，以及加了其他所有调味品咖啡的价格（这是一个聚合，类似递归，这里会再次调用倒数第二次调味品的价格 super.price 以及加了其他调味品的咖啡的价格 …. 最后会调用到单品咖啡的价格，即下方重写的cost方法）

具体构件（Concrete Component）角色

具体咖啡类型，构造器中调用父类 Drink 构建的set方法将自己价格设置到父类中。

具体装饰（Concrete Decorator）角色

具体装饰调味品类，构造器中传入饮品（单品咖啡或加了调味品的咖啡）

调用父类 Drink 类 set 方法，将当前调味品价格设置到父类中。

测试类-咖啡店

调味品构造器中加入咖啡，得到的咖啡可以继续加入到其他调味品构造器中。

装饰器类调味品类和原始类单品咖啡继承同样的父类 Drink，这样我们可以对原始类“嵌套”多个装饰器类。

三、装饰器案例 - Java IO 流

InputStream 是抽象类, 类似我们前面讲的 Drink

FileInputStream 是 InputStream 子类，类似我们前面的 DeCaf, LongBlack

FilterInputStream 是 InputStream 子类：类似我们前面的 Decorator 修饰者

DataInputStream 是 FilterInputStream 子类，具体的修饰者，类似前面的 Milk, Soy 等

FilterInputStream 类有 protected volatile InputStream in; 即装饰者包含被装饰者

具体装饰者可以进行嵌套，如：