Java设计模式百例

本文源码见：https://github.com/get-set/get-designpatterns/tree/master/decorator

装饰器模式（Decorator Pattern）以客户端透明的方式扩展对象的功能。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装，是继承关系的一个替代方案。

说到装饰者模式，估计大家都不陌生，Java I/O的设计就是采用了装饰者模式。想必初学Java I/O的时候大家都经历过一段“懵逼”期，各种InputStream和OutputStream层层嵌套，感觉就像洋葱，如果给装饰者一个形象化的吉祥物，想必非洋葱莫属。

例子

这里装饰者的例子就直接拿来主义了，因为《图解设计模式》这本书中的例子比较形象。

这个例子的功能是给文字增加装饰边框。通过不同的装饰类实现不同的边框效果。

比如，我有个字符串“Hello, world!”，我想在两侧加上边框，那么就显示为

|Hello, world!|

如果我想在上下左右均加上边框，那么就显示为

+-------------+|Hello, world!|+-------------+

并且可以一层层嵌套：

+---------------+|+-------------+|||Hello, world!|||+-------------+|+---------------+

怎么样，是不是很像洋葱啊？

总体来说，还是字符显示的问题，通过一个抽象类Display来定义。

Display.java

public abstract class Display {    public abstract int getColumn();    public abstract int getRows();    public abstract String getRowText(int row);    public final void show() {        for (int i = 0; i < getRows(); i++) {            System.out.println(getRowText(i));        }    }}

其中show()方法将所有行的内容显示出来。那么对于没有任何边框的文字显示来说：

StringDisplay.java

public class StringDisplay extends Display {    private String string;    public StringDisplay(String string) {        this.string = string;    }    public int getColumn() {        return string.getBytes().length;    }    public int getRows() {        return 1;    }    public String getRowText(int row) {        if (row == 0) {            return string;        } else {            return null;        }    }}

因为只有一行，所以getRows()返回1。我们再来看一下边框装饰后的文本：

BoardStringDisplay.java

public abstract class BoardStringDisplay extends Display {    protected Display display;    protected BoardStringDisplay(Display display) {        this.display = display;    }}

SideBoardStringDisplay.java

public class SideBoardStringDisplay extends BoardStringDisplay {    protected SideBoardStringDisplay(Display display) {        super(display);    }    public int getColumns() {        return 1 + display.getColumns() + 1;    // 文字两侧各增加一个字符    }    public int getRows() {        return display.getRows();               // 行数不变    }    public String getRowText(int row) {        return "|" + display.getRowText(row) + "|";    }}

FullBoardStringDisplay.java

public class FullBoardStringDisplay extends BoardStringDisplay {    protected FullBoardStringDisplay(Display display) {        super(display);    }    public int getColumns() {        return 1 + display.getColumns() + 1;    }    public int getRows() {        return 1 + display.getRows() + 1;    }    public String getRowText(int row) {        if (row == 0 || row == display.getRows() + 1) {            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";        } else  {            return "|" + display.getRowText(row - 1) + "|";        }    }    private String makeLine(char ch, int count) {        StringBuffer buf = new StringBuffer();        for (int i = 0; i < count; i++) {            buf.append(ch);        }        return buf.toString();    }}

试一下洋葱效果：

Client.java

public class Client {    public static void main(String[] args) {        Display d1 = new StringDisplay("Hello, world!");        Display d2 = new SideBoardStringDisplay(d1);        Display d3 = new FullBoardStringDisplay(                        new SideBoardStringDisplay(                            new FullBoardStringDisplay(d2)));        System.out.println("显示字符串>>>>>>");        d1.show();        System.out.println("\n增加两侧边框>>>>>>");        d2.show();        System.out.println("\n再增加全边框、两侧边框、全边框>>>>>>");        d3.show();    }}

输入如下：

总结

这个例子的代码量比以前的多一些，但是思路并不复杂。

这里，StringDisplay是被装饰者，SideBoardStringDisplay和FullBoardStringDisplay是装饰器，同时也能够被装饰，因为说到底，它们都是继承自Display，所以可以层层嵌套，不断增强。

我们再回头看装饰器模式的特点：
1. 接口透明，在不改变被装饰者的前提下增加功能。无论是装饰器还是被装饰者，都有共同的抽象，也许是继承同一个抽象类，也许是实现同一个接口；如此一来，装饰前后的对象都是对外提供同样的服务。就像生日蛋糕，无论是装饰了草莓、还是慕斯、还是巧克力，都还是蛋糕，不会变成一块披萨。
2. 使用了委托装饰器将被装饰的对象作为成员，使得类之间称为弱关联关系，这一点和桥接模式的出发点是一致的。草莓点缀在生日蛋糕上是草莓生日蛋糕，点缀在披萨上是水果披萨，客人不能抢了主人风头。这里和代理模式有些类似，主要区别在于应用场景和目的，装饰器模式应当为所装饰的对象提供增强功能，而代理模式对被代理的对象施加控制，并不提供对对象本身的增强。

各种装饰器并非一定要有一个抽象（本例中的BoardStringDisplay），直接装饰StringDisplay也是OK的，这个并不是装饰器模式的特点，只是具体使用时看是否有进一步抽象的需要。