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# Java的装饰者模式是什么
## 一、设计模式与装饰者模式概述
### 1.1 设计模式简介
设计模式是软件设计中常见问题的典型解决方案，它们是被反复使用、多数人知晓的代码设计经验的总结。在面向对象编程中，设计模式主要分为三大类：
- **创建型模式**（如工厂模式、单例模式）
- **结构型模式**（如装饰者模式、适配器模式）
- **行为型模式**（如观察者模式、策略模式）
### 1.2 装饰者模式的定义
装饰者模式（Decorator Pattern）是一种**结构型设计模式**，它允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。
```java
// 简单示例结构
public interface Component {
void operation();
}
public class ConcreteComponent implements Component {
public void operation() {
System.out.println("基本操作");
}
}
public abstract class Decorator implements Component {
protected Component component;
public Decorator(Component component) {
this.component = component;
}
public void operation() {
component.operation();
}
}
┌─────────────┐ ┌─────────────────┐
│ Component │<------│ Decorator │
└─────────────┘ └─────────────────┘
^ ^
| |
┌─────────────┐ ┌─────────────────┐
│ConcreteComponent│ │ConcreteDecoratorA│
└─────────────┘ └─────────────────┘
Component（抽象组件）
ConcreteComponent（具体组件）
Decorator（抽象装饰类）
ConcreteDecorator（具体装饰类）
// 抽象组件
public interface Coffee {
double getCost();
String getDescription();
}
// 具体组件
public class SimpleCoffee implements Coffee {
public double getCost() {
return 1.0;
}
public String getDescription() {
return "普通咖啡";
}
}
// 抽象装饰类
public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
protected final Coffee decoratedCoffee;
public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
this.decoratedCoffee = coffee;
}
public double getCost() {
return decoratedCoffee.getCost();
}
public String getDescription() {
return decoratedCoffee.getDescription();
}
}
// 具体装饰类-牛奶
public class WithMilk extends CoffeeDecorator {
public WithMilk(Coffee coffee) {
super(coffee);
}
public double getCost() {
return super.getCost() + 0.5;
}
public String getDescription() {
return super.getDescription() + ", 加牛奶";
}
}
// 具体装饰类-糖
public class WithSugar extends CoffeeDecorator {
public WithSugar(Coffee coffee) {
super(coffee);
}
public double getCost() {
return super.getCost() + 0.2;
}
public String getDescription() {
return super.getDescription() + ", 加糖";
}
}
// 客户端使用
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Coffee coffee = new SimpleCoffee();
coffee = new WithMilk(coffee);
coffee = new WithSugar(coffee);
System.out.println("费用: $" + coffee.getCost());
System.out.println("描述: " + coffee.getDescription());
}
}
Java的IO流是装饰者模式的经典应用：
// 基础组件
InputStream inputStream = new FileInputStream("test.txt");
// 装饰者
BufferedInputStream buffered = new BufferedInputStream(inputStream);
DataInputStream data = new DataInputStream(buffered);
| 特性 | 装饰者模式 | 继承 |
|---|---|---|
| 扩展方式 | 动态组合 | 静态编译时确定 |
| 灵活性 | 更高（运行时改变） | 较低（编译时固定） |
| 代码复杂度 | 需要设计抽象装饰层 | 简单直接 |
| 子类数量 | 按需组合，避免爆炸 | 容易导致子类数量膨胀 |
// 不推荐的深层装饰
Reader reader = new BufferedReader(
new LineNumberReader(
new InputStreamReader(
new FileInputStream("file.txt"))));
当需要暴露装饰者新增的方法时：
public class ScrollableWindow extends WindowDecorator {
public void scrollTo(int x, int y) {
// 新增方法
}
}
// 使用时需要具体类型
ScrollableWindow scrolledWindow = new ScrollableWindow(window);
装饰者模式通过动态组合代替静态继承，提供了更灵活的功能扩展方式。它在Java标准库（如IO流、Swing组件）中有广泛应用，特别适合以下场景： - 需要不影响其他对象的情况下动态添加职责 - 需要可以撤销的职责 - 通过继承扩展不切实际时
正确使用装饰者模式可以使系统保持良好的扩展性，同时避免继承带来的静态特性和子类爆炸问题。
“装饰者模式就像给礼物添加包装纸 - 你可以不断添加新的包装层，而不改变礼物本身。” - 《Head First设计模式》 “`
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