装饰器模式 Decorator

动机(Motivation)

在某些情况下，我们可能会过度地使用继承来扩展对象的功能，由于继承为类型引入的静态特质，使得这种扩展方式缺乏灵活性；并且随着子类的增多（扩展功能的增多），各种子类的组合（扩展功能的组合）会导致更多子类的膨胀。
如何使“对象功能的扩展”能够根据需要来动态地实现？同时避免“扩展功能的增多”带来的子类膨胀问题？从而使得任何“功能扩展变化”所导致的影响降为最低？

模式定义

动态(组合)地给一个对象增加一些额外的职责。就增加功能而言，Decorator 模式比生成子类(继承)更为灵活(消除重复代码 & 减少子类个数)。——《设计模式》GoF

结构(Structure)

装饰器模式类图

显著特征

如果在代码中出现如下类似代码：

public class ClassA implements InterfaceA {
    InterfaceA a;
    // ...
}

一个类既实现了 InterfaceA 接口，又包含 InterfaceA 字段，那么在这段代码的位置，几乎可以肯定使用了装饰器模式。其中，实现 InterfaceA 是为了确保 ClassA 保留 InterfaceA 接口的规范，而包含 InterfaceA 字段是为了利用组合实现多态。

要点总结

通过采用组合而非继承的手法，Decorator 模式实现了在运行时动态扩展对象功能的能力，而且可以根据需要扩展多个功能。避免了使用继承带来的“灵活性差”和“多子类衍生问题”。
Decorator 类在接口上表现为 is-a Component 的继承关系，即 Decorator 类继承了 Component 类所具有的接口。但在实现上又表现为 has-a Component 的组合关系，即 Decorator 类又使用了另外一个 Component 类。
Decorator 模式的目的并非解决“多子类衍生的多继承”问题，Decorator 模式应用的要点在于解决“主体类在多个方向上的扩展功能”——是为“装饰”的含义。

理解与代码设计

装饰器，顾名思义，需要装饰谁？这个“谁”就是装饰器模式的主体，这个主体的具体实现一般会有规范它行为特质的接口（接口就是规范），我们可以通过实现这个接口添加一个抽象装饰器（为了进一步的扩展装饰器的能力，所以这个装饰器为抽象的，或者称之为非叶子节点的，非最终使用的装饰器），当需要为主体对象扩展某些功能或者附加某些责任时，再创建具体的装饰器对象去继承上面的抽象装饰器，达到扩展主体对象功能或附加责任的目的。综上，代码设计思路如下：

明确需要装饰（扩展、附加责任）的主体对象如 ClassA ，示例代码如下：

public class ClassA {
    @Override
    public void eat() {
        System.out.println("吃饭");
    }
}

抽象出该主体对象的接口（规范）如 InterfaceA ，示例代码如下：
```
public interface InterfaceA {
    void eat();
}
```
创建抽象装饰器如 DecoratorA ，示例代码如下（装饰器模式显著代码特征）：
```
public abstract class DecoratorA implements InterfactA {
    protected InterfaceA interfaceA;
}
```

创建具体的装饰器，用来扩展主体对象的功能，如 ConcreteDecoratorA ，示例代码如下：

public class ConcreteDecoratorA extends DecoratorA {
    public ConcreteDecoratorA (InterfaceA interfaceA) {
        this.interfaceA = interfaceA;
    }
    
    // 下方重写 `override` InterfaceA 中的方法，做功能加强
    @Override
    public void eat() {
        // 功能加强
        System.out.println("饭前洗手");
        // 调用主体类方法，执行功能
        this.interfaceA.eat();
        // 功能加强
        System.out.println("饭后洗手");
    }
}

测试示例代码如下：

@Test
public void concreteDecoratorTest() {
    // 不使用装饰器
    System.out.println("不使用装饰器：");
    InterfaceA classA = new ClassA();
    classA.eat();

    System.out.println();
    System.out.println("-------------------------------------------");
    System.out.println();

    // 使用装饰器
    System.out.println("使用装饰器：");
    InterfaceA concreteDecoratorA = new ConcreteDecoratorA(new ClassA());
    concreteDecoratorA.eat();
}

输出如下所示：

不使用装饰器：
吃饭

-------------------------------------------

使用装饰器：
饭前洗手
吃饭
饭后洗手

代码实现

模拟小明“吃饭”和“找对象”场景：

小明-装饰器模式

装饰器模式 Decorator