Java设计模式之装饰者模式详解

什么是装饰者模式？

装饰者模式又叫包装模式，它是一种结构型设计模式。装饰者模式可以在运行时给对象动态添加一些额外的职责，而不影响该对象的行为。其实我们在生活中也经常使用到装饰者模式，比如将一个普通房间粉刷成卧室或客厅，这样就给房间添加了额外的功能，而且不会影响原有房间的结构和功能。

装饰者模式的角色和实现方式

装饰者模式有如下角色：

抽象构件(Component)：定义一个抽象接口，用于规范具体构件和装饰对象的行为。

public interface Component {
    void operation();
}

具体构件(ConcreteComponent)：实现抽象构件接口的类，也可以称作被装饰器装饰的对象。

public class ConcreteComponent implements Component {
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("执行ConcreteComponent的操作");
    }
}

装饰者(Decorator)：实现抽象构件(Component)接口的类，并持有一个抽象构件(Component)的引用，用于装饰具体构件的功能。

public abstract class Decorator implements Component {
    protected Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}

具体装饰者(ConcreteDecorator)：实现装饰者(Decorator)接口，具体实现装饰者需要扩展Component功能的方法，同时还包含被装饰对象ConcreteComponent。

public class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void operation() {
        super.operation();
        addBehavior();
    }

    private void addBehavior() {
        System.out.println("装饰添加的行为");
    }
}

装饰者模式的示例

示例1：给文本添加加粗和颜色功能

现在我们需要在文本中添加加粗和颜色的功能，我们可以使用装饰者模式，具体步骤如下：

首先定义抽象构件：文本Component。

public interface TextComponent {
    void draw();
}

定义具体构件：普通文本ConcreteText。

public class ConcreteText implements TextComponent {
    private String text;

    public ConcreteText(String text) {
        this.text = text;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.print(text);
    }
}

定义装饰者Decorator：所有装饰器的父类，和Component相同的接口。

public abstract class Decorator implements TextComponent {
    private TextComponent component;

    public Decorator(TextComponent component) {
        this.component = component;
    }

    @Override
    public void draw() {
        component.draw();
    }
}

定义具体装饰者ConcreteDecorator：实现具体装饰效果。

public class BoldDecorator extends Decorator {
    public BoldDecorator(TextComponent component) {
        super(component);
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("<b>");
        super.draw();
        System.out.print("</b>");
    }
}

public class ColorDecorator extends Decorator {
    private String color;

    public ColorDecorator(TextComponent component, String color) {
        super(component);
        this.color = color;
    }

    @Override
    public void draw() {
        System.out.print("<font color=\"" + color + "\">");
        super.draw();
        System.out.print("</font>");
    }
}

最后使用装饰者来给文本添加加粗和颜色的功能。

TextComponent text = new ConcreteText("Hello World!");
TextComponent boldText = new BoldDecorator(text);
TextComponent boldRedText = new ColorDecorator(boldText, "red");
boldRedText.draw();

上述代码会输出：

<b><font color="red">Hello World!</font></b>

示例2：给订单添加促销折扣功能

假设我们有一个订单，现在需要为订单添加促销折扣的功能，我们仍然可以使用装饰者模式，具体步骤如下：

定义抽象构件：订单Component。

public interface OrderComponent {
    double calcCost(); //计算订单费用
}

定义具体构件：普通订单ConcreteOrder。

public class ConcreteOrder implements OrderComponent {
    private double cost;

    public ConcreteOrder(double cost) {
        this.cost = cost;
    }

    @Override
    public double calcCost() {
        return cost;
    }
}

定义装饰者Decorator：所有装饰器的父类，和Component相同的接口。

public abstract class Decorator implements OrderComponent{
    private OrderComponent order;

    public Decorator(OrderComponent order) {
        this.order = order;
    }

    @Override
    public double calcCost() {
        return order.calcCost();
    }
}

定义具体装饰者ConcreteDecorator：实现具体装饰效果。

public class DiscountDecorator extends Decorator {
    private double discount;

    public DiscountDecorator(OrderComponent order, double discount) {
        super(order);
        this.discount = discount;
    }

    @Override
    public double calcCost() {
        return super.calcCost() * discount;
    }

    public void setDiscount(double discount) {
        this.discount = discount;
    }
}

public class GiftDecorator extends Decorator {
    private String giftName; 

    public GiftDecorator(OrderComponent order, String giftName) {
        super(order);
        this.giftName = giftName;
    }

    @Override
    public double calcCost() {
        double cost = super.calcCost();
        System.out.println("送一份" + giftName);
        return cost;
    }
}

最后使用装饰者来给订单添加促销折扣的功能。

OrderComponent order = new ConcreteOrder(100);
OrderComponent discountOrder = new DiscountDecorator(order, 0.8);
OrderComponent giftOrder = new GiftDecorator(discountOrder, "优惠券");
double cost = giftOrder.calcCost();
System.out.println("订单总费用：" + cost);

上述代码会输出：

送一份优惠券
订单总费用：80.0

总结

在需求变化较多或需要动态添加额外功能的情况下，装饰者模式是一种很好的设计模式。但是，由于装饰者模式增加了很多小对象，过度使用也会导致程序变得复杂。在实践中，我们应该根据具体的情况来决定是否使用装饰者模式。

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