装饰者设计模式

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。在软件开发过程中，有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下，可以动态地扩展其功能。所有这些都可以釆用装饰模式来实现。

装饰模式的定义与特点

装饰（Decorator）模式的定义：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，它属于对象结构型模式。

• 采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
• 可以设计出多个不同的具体装饰类，创造出多个不同行为的组合。

其主要缺点是：装饰模式增加了许多子类，如果过度使用会使程序变得很复杂。

UML类图

应用实例

星巴克咖啡订单项目（咖啡馆）：

1. 咖啡种类/单品咖啡：Espresso(意大利浓咖啡)、ShortBlack、LongBlack(美式 咖啡)、Decaf(无因咖啡)

2. 调料：Milk、Soy(豆浆)、Chocolate

3. 要求在扩展新的咖啡种类时，具有良好的扩展性、改动方便、维护方便

4. 使用OO的来计算不同种类咖啡的费用: 客户可以点单品咖啡，也可以单品咖 啡+调料组合

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代码示例

首先抽象出一个Drink类，它是一个抽象构件（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

public abstract class Drink {

	public String des; // 描述
	private float price = 0.0f;
	// 省略setter and getter方法
	
	//计算费用的抽象方法
	//子类来实现
	public abstract float cost();
	

接下来是具体构件角色，但在这里，我们有Espresso，ShortBlack、LongBlack等，所以我们定义一个Coffee的缓冲层，因为获取价格的这个方法，下放到具体子类也是一样的，所有加了一个缓冲层。

public class Coffee  extends Drink {
	@Override
	public float cost() {
		// TODO Auto-generated method stub
		return super.getPrice();
	}	
}

接下来就是一个具体的构件角色了，

public class Espresso extends Coffee {
	
	public Espresso() {
		setDes(" 意大利咖啡 ");
		setPrice(6.0f);
	}
}

public class LongBlack extends Coffee {

	public LongBlack() {
		setDes(" longblack ");
		setPrice(5.0f);
	}
}

public class ShortBlack extends Coffee{
	
	public ShortBlack() {
		setDes(" shortblack ");
		setPrice(4.0f);
	}
}

public class DeCaf extends Coffee {

	public DeCaf() {
		setDes(" 无因咖啡 ");
		setPrice(1.0f);
	}
}

以上是四个具体的构件角色。

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现在要往咖啡中加调料：Milk、Soy(豆浆)、Chocolate 等

我们也是通过抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，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。

public class Decorator extends Drink {
	private Drink obj;
	
	public Decorator(Drink obj) { //组合
		// TODO Auto-generated constructor stub
		this.obj = obj;
	}
	
	@Override
	public float cost() {
		// TODO Auto-generated method stub
		// getPrice 自己价格
		return super.getPrice() + obj.cost();
	}
	
	@Override
	public String getDes() {
		// TODO Auto-generated method stub
		// obj.getDes() 输出被装饰者的信息
		return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
	}
}

抽象装饰中聚合了Drink obj，那后续在使用中，我们通过具体传入Espresso、ShortBlack等来装配。

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具体装饰

public class Milk extends Decorator {

	public Milk(Drink obj) {
		super(obj);
		// TODO Auto-generated constructor stub
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f); 
	}

}

public class Soy extends Decorator{

	public Soy(Drink obj) {
		super(obj);
		// TODO Auto-generated constructor stub
		setDes(" 豆浆  ");
		setPrice(1.5f);
	}

}

//具体的Decorator， 这里就是调味品
public class Chocolate extends Decorator {

	public Chocolate(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 巧克力 ");
		setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
	}

}

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使用测试

public class CoffeeBar {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 装饰者模式下的订单：2份巧克力+一份牛奶的LongBlack

		// 1. 点一份 LongBlack
		Drink order = new LongBlack();
		System.out.println("费用1=" + order.cost());
		System.out.println("描述=" + order.getDes());

		// 2. order 加入一份牛奶
		order = new Milk(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());

		// 3. order 加入一份巧克力

		order = new Chocolate(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());

		// 3. order 加入一份巧克力

		order = new Chocolate(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 = " + order.getDes());
	
		System.out.println("===========================");
		
		Drink order2 = new DeCaf();
		
		System.out.println("order2 无因咖啡  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 描述 = " + order2.getDes());
		
		order2 = new Milk(order2);
		
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 = " + order2.getDes());

	
	}

}

测试结果：

费用1=5.0
描述= longblack 
order 加入一份牛奶 费用 =7.0
order 加入一份牛奶 描述 =  牛奶  2.0 &&  longblack 
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =10.0
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 =  巧克力  3.0 &&  牛奶  2.0 &&  longblack 
order 加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =13.0
order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 =  巧克力  3.0 &&  巧克力  3.0 &&  牛奶  2.0 &&  longblack 
===========================
order2 无因咖啡  费用 =1.0
order2 无因咖啡 描述 =  无因咖啡 
order2 无因咖啡 加入一份牛奶  费用 =3.0
order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 =  牛奶  2.0 &&  无因咖啡 

以上就是装饰者设计模式的简单应用了，JDK源码中的IO流就充分使用了装饰者设计模式。

IO流中的装饰者设计模式

以InputStream为例，

InputStream就是抽象构件（Component）角色

FilterInputStream就是抽象装饰角色（Decorator），继承并持有一个InputStram的引用

剩下两个角色自己对应，