Java设计模式之装饰模式

装饰器模式

在不改变原有类和继承关系的基础上，动态地拓展一个对象的功能。通过创建一个包装对象，包裹真实的对象，以完成功能的拓展。

想象一个场景，你有一辆车，它可以在陆地上跑，现在我需要一辆能在水里开的车。怎么办？继承汽车类，然后新增方法runInWater()?
好，可以。那么我现在需要一辆能飞的车。怎么办？继承汽车类，然后新增方法runInAir()?
好，可以。那么我现在需要一辆即能在水里开，又能在空中飞的车。怎么办？Java不支持多继承，难道又要去继承汽车类？还是去继承能在水里开的车，抑或是能飞的车？
然后功能继续增加，你就疯了。

在桥接模式的时候，已经疯过一次了，这里不能再疯了。

装饰模式和桥接模式的区别：

两个模式都是为了解决过多子类对象的问题，但是他们的诱因不同。
桥接模式是对象自身现有机制沿多个维度变化，是既有部分不稳定，装饰模式是为了增加新的功能。

下面开始上代码。本文示例，就是上述的多功能汽车。（本文示例参考自北京尚学堂Java教程，高淇）

先来一个汽车接口，只有一个方法move()：

public interface ICar {
void move();
}再来一个ConcreteComponent具体构建对象，这就是真实对象：
//ConcreteComponent具体构件对象（真实对象）
class Car implements ICar{
@Override
public void move() {
System.out.println("陆地上跑！");
}
}之后就是Decorator装饰对象：

//Decorator装饰角色
class SuperCar implements ICar{
protected ICar car;

public SuperCar(ICar car) {
super();
this.car = car;
}

@Override
public void move() {
car.move();
}
}

装饰对象实现了ICar接口，并且持有一个ICar的引用，在重写的move()函数中，实际调用的传入的ICar引用的move()方法。
接着是具体的装饰角色：

//ConcreteDecorator具体装饰角色
class FlyCar extends SuperCar{

public FlyCar(ICar car) {
super(car);
}

public void fly(){
System.out.println("天上飞");
}

@Override
public void move() {
super.move();
fly();
}
}

class WaterCar extends SuperCar{

public WaterCar(ICar car) {
super(car);
}

public void swim(){
System.out.println("水里游");
}

@Override
public void move() {
super.move();
swim();
}
}

class AICar extends SuperCar{

public AICar(ICar car) {
super(car);
}

public void autoMove(){
System.out.println("自动驾驶");
}

@Override
public void move() {
super.move();
autoMove();
}
}

最后测试一下：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Car car = new Car();
car.move();

System.out.println("==增加飞行功能==");

FlyCar flyCar = new FlyCar(car);
flyCar.move();

System.out.println("==增加水上功能==");

WaterCar waterCar = new WaterCar(car);
waterCar.move();

System.out.println("==全能车==");
AICar aiCar = new AICar(new FlyCar(new WaterCar(car)));
aiCar.move();

}
}首先我们有一个具体的真实对象Car，普通的车。开起来car.move()；接着我们给他增加一个飞行功能，外面装饰一层FlyCar，开起来flyCar.move()；再来一个全能车，装饰100层

看下输出：

陆地上跑！
==增加飞行功能==
陆地上跑！
天上飞
==增加水上功能==
陆地上跑！
水里游
==全能车==
陆地上跑！
水里游
天上飞
自动驾驶
可以看到，随着装饰的层数增加，功能也增多了，但是没有增加多余的类。

总结：

装饰模式（Decorator）也叫包装器模式（Wrapper）
装饰模式降低系统耦合度，可以动态地增加或删除对象的职责，并使得需要装饰的具体构建类和具体装饰类可以独立变化，以便增加新的具体构建类和具体装饰类。

优点：
-拓展对象功能，比继承灵活，不会导致类个数急剧增加
-可以对一个对象进行多次装饰，创造出不同行为的组合，得到功能更加强大的对象
-具体构建类和具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要自己增加新的具体构建子类和具体装饰子类
确定：
-产生很多小对象。大量小对象占据内存，一定程度上影响性能。
-装饰模式易于出错，调试排查比较麻烦。

常用场景：

IO流实现细节就是典型的装饰模式
-Component抽象构件角色：
·io流中的InputStream、OutputStream、Reader、Writer
-ConcreteComponent具体构建角色
·io流中的FileInputStream、FileOutputStream
-Decorator装饰角色：
·持有一个抽象构件的引用：io流中的FilterInputStream、FilterOutputStream
-ConcreteDecorator具体装饰角色：
·负责给构建对象增加新的责任。io流中的BufferedOutputStream、BufferedInputStream等。