设计模式十：装饰器（Decorator）

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，都是装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许在运行时为对象动态地添加额外的行为或功能，而无需修改原始类的代码。该模式通过创建一个包装器，即装饰器，来包裹原始对象，并以透明的方式扩展其功能。装饰器和原始对象都实现了相同的接口，这使得它们可以互相替代使用。

装饰器模式适用于以下场景：

装饰器模式适用于需要在运行时动态地扩展对象功能，以及对核心对象进行修改但又不希望直接修改其代码的情况。它提供了一种灵活且无侵入性的方式来添加新功能，并允许根据需要组合多个装饰器以实现不同的行为变化

当你需要在不修改现有对象代码的情况下，动态地给一个对象添加新的行为或功能时，可以使用装饰器模式。它允许你通过包装对象来扩展其功能。
当你希望能够在运行时选择要添加的特定行为时，装饰器模式非常有用。你可以根据需要动态地组合多个装饰器，以实现不同的行为组合效果。
当你有一个核心对象，并且希望能够在不影响其他对象的情况下对其进行修改时，装饰器模式是一种很好的选择。由于装饰器模式使用了继承关系，因此你可以针对不同的需求创建多个具体装饰器类，并通过组合它们以满足所需的行为变化。这样就避免了直接修改核心对象的代码。
当你想要以层次结构的方式动态地组合对象时，可以使用装饰器模式。你可以通过创建多个具体装饰器类并将它们嵌套在一起，形成一个层次结构，从而实现更复杂的行为组合。
当你想要在不同的时间点为一个对象添加或删除特定行为时，装饰器模式是一个很好的选择。你可以根据需要随时添加或删除特定的装饰器，而不需要修改对象的代码。

装饰器模式中的核心角色包括：

抽象构件（Component）：定义了原始对象和装饰器的公共接口。
具体构件（Concrete Component）：实现了抽象构件的接口，表示原始对象。
装饰器（Decorator）：持有一个抽象构件的引用，并实现了抽象构件接口，用于添加额外的行为或功能。
具体装饰器（Concrete Decorator）：扩展了装饰器的功能，可以在调用原始对象的方法之前或之后执行额外的操作。

装饰器模式代码实践

用装饰模式来完成Coffee的制作具体实现

要求：Coffee有两种款式，浓Coffee和淡Coffee

利用装饰模式加料：牛奶，巧克力

涉及的所有类：

抽象构件：Coffee

java 复制代码

/**
 * coffee制作接口：抽象构件接口，表示咖啡 
 */
ublic interface Coffee {
    String getDescription();//获取对应的描述 
    int getPrice();//获取价格
}

具体构件：LightCoffee、StrongCoffee

java 复制代码

public class LightCoffee implements Coffee{
    @Override    
    public String getDescription() {
        return "you will get a cap of LightCoffee"; 
      }

    @Override    
    public int getPrice() {
        return 18;    
        }
}
/**
 * 浓咖啡
  */
public class StrongCoffee implements Coffee {

    @Override    
    public String getDescription() {
        return "you will get a cap of StrongCoffee";
        }

    @Override    
    public int getPrice() {
        return 20;//浓咖啡价格为十元
       }
}

抽象装饰器：CoffeeDecorator

java 复制代码

/**
 * 实现一个抽象的Coffee装饰器
 */
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee coffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.coffee = coffee;
    }

    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription();
    }

    public int getPrice() {
        return coffee.getPrice();
    }

}

具体装饰器：Chocolate、Milk、Mocha

java 复制代码

public class Chocolate extends CoffeeDecorator {
    public Chocolate(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription() + " with Chocolate";
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return coffee.getPrice() + 12;
    }

}

public class Milk extends CoffeeDecorator {

    public  Milk(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription()+" with Milk";
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return coffee.getPrice() + 8;
    }

}

public class Mocha extends CoffeeDecorator{
    public Mocha(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription()+" with Mocha";
    }

    @Override
    public int getPrice() {
        return coffee.getPrice() +16;
    }

}

运行结果：

java 复制代码

public static void main(String[] args) {
        //创建一杯浓coffee
        Coffee strongCoffee = new StrongCoffee();
        System.out.println(strongCoffee.getDescription() + "~it cost ：" + strongCoffee.getPrice());

        //创建一杯带有牛奶的浓coffee
        Coffee strongCoffeeWithMilk = new Milk(strongCoffee);
        System.out.println(strongCoffeeWithMilk.getDescription() + "~it cost ：" + strongCoffeeWithMilk.getPrice());

        //创建一杯牛奶和巧克力的淡Coffee
        Coffee lightCoffee = new LightCoffee();
        Coffee lightCoffeeWithMilk = new Milk(lightCoffee);
        Coffee lightCoffeeWithMilkAndChocolate = new Chocolate(lightCoffeeWithMilk);
        System.out.println(lightCoffeeWithMilkAndChocolate.getDescription() + "~it cost ：" + lightCoffeeWithMilkAndChocolate.getPrice());

    }

you will get a cap of StrongCoffee~it cost ：20

you will get a cap of StrongCoffee with Milk~it cost ：28

you will get a cap of LightCoffee with Milk with Chocolate~it cost ：38

以上示例演示了如何使用装饰器模式来制作咖啡。通过创建具体的咖啡类和装饰器类，我们可以在运行时动态地添加额外的配料或功能，而不需要修改原始咖啡类的代码。

装饰器模式的优缺点

装饰器模式的优点包括：

动态扩展功能：装饰器模式允许在运行时动态地为对象添加新的功能，而无需修改现有代码。这使得系统更具灵活性和可扩展性。
组合多个装饰器：通过使用多个装饰器，你可以在对象上组合不同的功能，以实现各种组合效果。这样可以避免类的继承关系变得过于复杂，提高了代码的可读性和可维护性。
分离关注点：装饰器模式将功能的添加与核心对象的实现分离开来，使得各个功能模块可以独立开发和测试。这使得代码更加清晰、易于理解和维护。
遵循开闭原则：装饰器模式符合开闭原则，即对扩展开放，对修改关闭。通过使用装饰器模式，你可以在不修改现有代码的情况下，通过添加新的装饰器来扩展功能。

装饰器模式的缺点包括：

可能产生过多的小对象：装饰器模式涉及创建多个对象，并将它们嵌套在一起，可能会导致系统中存在大量的小对象。这可能会增加内存使用和运行时开销。
可能增加复杂度：当装饰器的层次结构变得复杂时，理解和维护代码可能会变得困难。过多的装饰器可能会使代码变得混乱并且难以debug。
需要注意继承问题：装饰器模式是通过继承来实现的，因此需要特别注意父类与子类之间的关系。如果不正确地设计和使用装饰器模式，可能会导致继承关系变得复杂和脆弱。