聲明： 本文內容屬於《Head First 設計模式》閱讀筆記，文中涉及到的知識案例等直接或間接來源於該書。《Head First 設計模式》通過有趣的圖表+文字的形式，讓人自然學習設計模式，非常棒，推薦閱讀。

裝飾者模式概念：

動態地將責任附加到對象上。若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案。

要點說明：

序號	說明
①	裝飾者與被裝飾者需要具有同一個超類(即：這兩者的某個祖先類要相同)。
②	程序需要的也只是超類，而不具體到哪一個子類，這樣一來該超類的任何子類都能被程序認可。
③	裝飾者中應持有被裝飾者實例，這樣一來，裝飾者裏面就能調用到被裝飾者的相關方法，進而進行裝飾。
④	裝飾者中持有被裝飾者時，聲明被裝飾者的類型時應聲明爲超類的類型(而不聲明爲某個具體的被裝飾者類)。這樣一來，(因爲裝飾者、被裝飾者都是這個超類的子類，所以)裝飾者不僅可以裝飾被裝飾者，裝飾者還可以裝飾裝飾者。
⑤	裝飾者應重寫(所有裝飾後)會受到影響的方法。注：重寫的方法來自超類。

圖示(示例)說明：

案例(輔助理解)：

提示： 裝飾者模式使用靈活，下面只是一個簡單的例子，在不同的情境下，可能有不同的表現形式。

情景(需求)介紹：

現有一家星巴茲咖啡館，裏面有各種咖啡(焦炒咖啡、低濃咖啡、濃縮咖啡、首選咖啡)以及各種調味料(牛奶、摩卡、豆漿、奶泡)。現在的需求是：客人在點咖啡時還可以點任意(任意種類、任意數量的)調料。

從裝飾者模式出發：

各種咖啡，各種調料的共同超類，爲飲料beverage。
各種咖啡爲飲料的直接實現，爲被裝飾者。
各種調料是飲料的附加添加品，爲裝飾者。
可以將裝飾者的共有邏輯進行抽取，抽取爲一個抽象類。

於是得到以下UML類圖：提示：上圖中沒有顯示方法項，裝飾者應重寫裝飾後受影響的方法(重寫的方法來自超類)。

上述裝飾者模式示例中的幾個核心類及代表類：

AbstractBeverage：抽象超類。

import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

/**
 * 飲料(的抽象定義)
 *
 * 注: 在java中的裝飾者模式，超類既可採用【抽象類】，亦可採用【接口】。
 *     不過一般都採用 抽象類。
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 11:45
 */
public abstract class AbstractBeverage {

    /** 描述 */
    @Setter
    @Getter
    private String description;

    /**
     * 獲取飲料的價格
     *
     * @return  飲料的價格
     */
    public abstract double cost();
}

注：超類既可採用抽象類，亦可採用接口。不過一般都採用抽象類。

AbstractCondimentDecorator：裝飾者抽象類。

import com.szlaozicl.designpattern.decorator.AbstractBeverage;

/**
 * (裝飾飲料的)調料裝飾者(的抽象定義)
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 11:50
 */
@SuppressWarnings("all")
public abstract class AbstractCondimentDecorator extends AbstractBeverage {

    /** 被裝飾者 */
    protected AbstractBeverage decoratedObj;

    /**
     * 構造器
     *
     * @param decoratedObj
     *            被裝飾者
     * @date 2019/12/4 12:30
     */
    protected AbstractCondimentDecorator(AbstractBeverage decoratedObj) {
        this.decoratedObj = decoratedObj;
    }

    /**
     * 裝飾者應重寫 飲料的描述
     * 注: 之所以需要重寫飲料的描述, 是因爲原來的描述沒有對調料的介紹。
     * 特別注意: 裝飾者 應重寫 裝飾前後相關的方法。 如，這裏的描述、價格。
     *
     * @return 飲料的描述
     */
    @Override
    public abstract String getDescription();
}

注：對於所有裝飾者共有的特徵，可進行抽取，抽取爲抽象類或非抽象類均可。

Espresso：被裝飾者代表類。

import com.szlaozicl.designpattern.decorator.AbstractBeverage;

/**
 * 具體飲料 - 濃縮咖啡
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 12:03
 */
public class Espresso extends AbstractBeverage {

    /** 無參構造 */
    public Espresso() {
        // 當前飲料的描述
        setDescription("濃縮咖啡Espresso");
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}

MilkCondimentDecorator：裝飾者代表類。

import com.szlaozicl.designpattern.decorator.AbstractBeverage;

/**
 * 具體的調料(裝飾者) - 牛奶Milk
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 12:33
 */
public class MilkCondimentDecorator extends AbstractCondimentDecorator {

    /** 構造 */
    public MilkCondimentDecorator(AbstractBeverage decoratedObj) {
        super(decoratedObj);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        // 被裝飾者 原來的description
        String oldDescription = decoratedObj.getDescription();
        // 對原來的description進行裝飾
        return oldDescription + " + 牛奶Milk";
    }

    @Override
    public double cost() {
        // 被裝飾者 原來的 價格
        double oldCost = decoratedObj.cost();
        // 對原來的價格進行裝飾
        return oldCost + 0.1;
    }
}

測試一下：

測試類：

import com.szlaozicl.designpattern.decorator.beverage.DarkRoast;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.beverage.Decat;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.beverage.Espresso;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.decorator.MilkCondimentDecorator;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.decorator.MochaCondimentDecorator;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.decorator.SoyCondimentDecorator;
import com.szlaozicl.designpattern.decorator.decorator.WhipCondimentDecorator;

/**
 * 裝飾者模式 --- 測試
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 12:54
 */
public class Test {

    /** 函數入口 */
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(" ------------- 測試一");
        testOne();

        System.out.println("\n ------------- 測試二");
        testTwo();

        System.out.println("\n ------------- 測試三");
        testThree();
    }

    /** 測試一 */
    private static void testOne() {
        AbstractBeverage beverage = new Espresso();
        System.err.println("裝飾前:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());

        // 給Espresso裝飾 牛奶Milk
        beverage = new MilkCondimentDecorator(beverage);
        System.err.println("裝飾後:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());
    }

    /** 測試二 */
    private static void testTwo() {
        AbstractBeverage beverage = new DarkRoast();
        System.err.println("裝飾前:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());

        // 給DarkRoast裝飾 牛奶Milk
        beverage = new MilkCondimentDecorator(beverage);
        /*
         * 繼續裝飾 豆漿Soy
         *
         * 注:雖然直接裝飾的對象是MilkCondimentDecorator，但是由
         *    於MilkCondimentDecorator其實是對DarkRoast的裝飾，
         *    所以實際上裝飾的還是DarkRoast
         */
        beverage = new SoyCondimentDecorator(beverage);
        System.err.println("裝飾後:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());
    }

    /** 測試三 */
    private static void testThree() {
        AbstractBeverage beverage = new Decat();
        System.err.println("裝飾前:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());

        // 給DarkRoast裝飾 奶泡Whip
        beverage = new WhipCondimentDecorator(beverage);
        // 繼續裝飾 摩卡Mocha
        beverage = new MochaCondimentDecorator(beverage);
        // 繼續裝飾 奶泡Whip
        beverage = new WhipCondimentDecorator(beverage);
        System.err.println("裝飾後:");
        System.out.println("描述:" + beverage.getDescription());
        System.out.println("價格:" + beverage.cost());
    }
}

運行測試類main方法，控制檯輸出：

拓展 - 自定義InputStream子類的裝飾者：

java.io包下大量運用了裝飾者模式(或在裝飾者模式基礎上進行了變形)，如InputStream、OutputStream、Reader、Writer等。

以InputStream爲例，其UML類圖部分如圖：

自定義一個大寫轉換爲小寫的裝飾者，並編寫測試類：

import java.io.ByteArrayInputStream;
import java.io.FilterInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * 對java.io包下的I/O進行自定義裝飾者 測試
 * <p>
 * 說明: java.io包下的I/O就大量用到了 裝飾者模式，
 * 這裏自己實現一個 InputStream的裝飾者 以作練習。
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 12:54
 */
@SuppressWarnings("all")
public class IOTest {

    /** 函數入口 */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStream in = new LowerCaseInputStream(new ByteArrayInputStream("ABCDEFG".getBytes()));
        int c;
        while ((c = in.read()) > 0) {
            // 輸出結果爲: abcdefg
            System.out.print((char) c);
        }
    }

}

/**
 * 自定義InputStream子類的裝飾者
 *
 * @author JustryDeng
 * @date 2019/12/3 13:17
 */
@SuppressWarnings("all")
class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream {

    public LowerCaseInputStream(InputStream in) {
        super(in);
    }

    /**
     * 從此輸入流中讀取下一個數據字節。返回一個 0 到 255 範圍內的 int 字節值。
     * 如果因爲已經到達流末尾而沒有字節可用，則返回 -1。
     */
    @Override
    public int read() throws IOException {
        int c = super.read();
        if (c == -1) {
            return c;
        }
        return Character.toLowerCase((char) c);
    }


    /**
     * 從此輸入流中將 len 個字節的數據讀入到這個 給定的byte數組中。
     */
    @Override
    public int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
        int result = super.read(b, offset, len);
        // 注: len爲允許一次讀取的最大字節數， 而result爲該次實際讀取的字節數, 所以得以result爲準
        // 注: 數據結果存儲在b中，只需要將b裏面的大寫字母轉換爲小寫即可
        for (int i = offset; i < offset + result; i++) {
            b[i] = (byte) Character.toLowerCase((char) b[i]);
        }
        return result;
    }
}

控制檯輸出：

提示：裝飾者模式可結合工廠模式/建造者模式進行優化。

裝飾者模式學習完畢！

^_^ 如有不當之處，歡迎指正

^_^ 參考資料
《Head First 設計模式》Eric Freeman & Elisabeth Freeman with Kathy Sierra & Bert Bates著，O’Reilly Taiwan公司譯，UMLChina改編

^_^ 測試代碼託管鏈接
https://github.com/JustryDeng…DesignPattern

^_^ 本文已經被收錄進《程序員成長筆記(六)》，筆者JustryDeng

裝飾者模式

裝飾者模式概念：

要點說明：

圖示(示例)說明：

案例(輔助理解)：

情景(需求)介紹：

從裝飾者模式出發：

上述裝飾者模式示例中的幾個核心類及代表類：

測試一下：

拓展 - 自定義InputStream子類的裝飾者：

【jdk1.8特性】之Stream(上)

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