装饰者模式：在不改变原类文件以及不使用继承的情况下，动态地将责任附加到对象上，从而实现动态拓展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。
- 我的技术博客：https://nezha.github.io，https://nezhaxiaozi.coding.me
- 我的简书地址：https://www.jianshu.com/u/a5153fbb0434
设计原则
要使用装饰者模式，需要满足以下设计原则：
- 多用组合，少用继承
- 开放-关闭原则：类应该对拓展开放，对修改关闭
UML类图
我们先来看看装饰者模式的类图，再来详细讲述：
由上自下：
1、Girl是基类。通常是一个抽象类或者一个接口，定义了属性或者方法，方法的实现可以由子类实现或者自己实现。通常不会直接使用该类，而是通过继承该类来实现特定的功能，它约束了整个继承树的行为。比如说，如果Girl代表人，即使通过装饰也不会使人变成别的动物。
2、AmericanGirl是Girl的子类，实现了相应的方法，它充当了<u><b>“被装饰者”</b></u>的角色。
3、GirlDecorator也是Girl的子类，它是装饰者共同实现的抽象类（也可以是接口）。比如说，GirlDecorator代表学习课程或兴趣这一类装饰者，那么它的子类应该是科学、艺术课这样的具体的装饰者。
4、Science是GirlDecorator的子类，是具体的装饰者，由于它同时也是Girl的子类，因此它能方便地拓展Girl的状态（比如添加新的方法）。每个装饰者都应该有一个实例变量用以保存某个Girl(Component也可以理解为抽象组件)的引用，这也是利用了组合的特性。在持有Girl的引用后，由于其自身也是Girl的子类，那么，相当于Science(ConcreteDecorator)具体的装饰者包裹了Girl(Component)抽象对象，不但有Girl的特性，同时自身也可以有别的特性，也就是所谓的装饰。
Java 实例
为了更加深刻地理解装饰者模式，我们来看一个简单的栗子。首先，我们假设现在有这样一个需求：你是一个教育培训机构，这边女孩有来自各个国家的，然后针对某个国家的女孩学习不同课程需要继续和描述。此时，某个国家的女孩就是被装饰着，某个课程就是装饰者。
Step 1、创建Component基类
因为总体对象是女孩，所以我们可以把人抽象为基类，新建Girl.java:
public abstract class Girl {
String description = "no particular";
public String getDescription(){
return description;
}
public abstract int cost();
}
Step 2、创建被装饰者——ConcreteComponent
具体的客户有来自各个国家的，美国的，加拿大等。
public class AmericanGirl extends Girl {
//一个实例，相当于被装饰者。
public AmericanGirl(){
description = description + "+American";
}
@Override
public int cost() {
return 0;
}
}
Step 3、创建Decorator
创建装饰者类GirlDecorator.java
public abstract class GirlDecorator extends Girl{
public abstract String getDescription();
}
Step 4、创建ConcreteDecorator
创建Science.java和Art.java
public class Science extends GirlDecorator {
private Girl girl;
public Science(Girl girl){
this.girl = girl;
}
@Override
public String getDescription() {
//其中this.girl.getDescription()可能是原始被装饰者
//或者已经装饰过的girl了
return this.girl.getDescription() + "+Like Science";
}
//装饰者附加上的功能
public void caltulateStuff() {
System.out.println("scientific calculation!");
}
@Override
public int cost() {
//装饰者，去装饰girl对象，然后加上装饰的新属性和任务
return girl.cost() + 100;
}
}
public class Art extends GirlDecorator {
private Girl girl;
public Art(Girl girl) {
this.girl = girl;
}
@Override
public String getDescription() {
return this.girl.getDescription() + "+Like Art";
}
@Override
public int cost() {
return girl.cost() + 200;
}
}
最后我们在测试类内测试我们的代码
public class Main {
public static void main(String[] args) {
//普通美国女孩
Girl g1 = new AmericanGirl();
System.out.println(g1.getDescription());
//喜欢科学的
Science g2 = new Science(g1);
System.out.println(g2.getDescription());
//喜欢艺术的
Art g3 = new Art(g2);
System.out.println(g3.getDescription());
//喜欢体育
Sports g4 = new Sports(g3);
System.out.println(g4.getDescription());
System.out.println("g1,g2,g3,g4包装后的费用:"+g4.cost());
}
}
最终的结果
no particular+American
no particular+American+Like Science
no particular+American+Like Science+Like Art
no particular+American+Like Science+Like Art; also learn Sports
g1,g2,g3,g4包装后的费用:600
特点
以上就是装饰者模式的一个小栗子，讲述了装饰者的基本用法。通过上述的例子，我们可以总结一下装饰者模式的特点。
（1）装饰者和被装饰者有相同的接口（或有相同的父类）。
（2）装饰者保存了一个被装饰者的引用。
（3）装饰者接受所有客户端的请求，并且这些请求最终都会返回给被装饰者。
（4）在运行时动态地为对象添加属性，不必改变对象的结构。
使用装饰者模式的最大好处就是其拓展性十分良好，通过使用不同的装饰类来使得对象具有多种多样的属性，灵活性比直接继承好。然而它也有缺点，那就是会出现很多小类，即装饰类，使程序变得复杂。
应用
学习了装饰者模式用法、特点以及优缺点后，我们再来看看装饰者模式在实际开发过程的应用。装饰者模式在Java中经常出现的地方就是JavaIO。提到JavaIO，脑海中就冒出了大量的类：InputStream、FileInputStream、BufferedInputStream……等，真是头都大了，其实，这里面大部分都是装饰类，只要弄清楚这一点就容易理解了。我们来看看JavaIO是怎样使用装饰者模式的。
从字符流来分析，我们知道，有两个基类，分别是InputStream和OutputStream，它们也就是我们上面所述的Component基类。接着，它有如下子类：FileInputStream、StringBufferInputStream等，它们就代表了上面所述的ConcreteComponent，即装饰对象。此外，InputStream还有FilterInputStream这个子类，它就是一个抽象装饰者，即Decorator，那么它的子类：BufferedInputStream、DataInputStream等就是具体的装饰者了。那么，从装饰者模式的角度来看JavaIO，是不是更加容易理解了呢？
下面，我们来自己实现自己的JavaIO的装饰者。要实现的功能是：把一段话里面的每个单词的首字母大写。我们先新建一个类：UpperFirstWordInputStream.java
public class UpperFirstWordInputStream extends FilterInputStream {
private int cBefore = 32;
public UpperFirstWordInputStream(InputStream in){
//由于FilterInputStream已经保存了装饰对象的引用，这里直接调用super即可
super(in);
}
public int read() throws IOException {
//根据前一个字符是否是空格来判断是否要大写
int c = super.read();
if(cBefore == 32)
{
cBefore = c;
return (c == -1 ? c: Character.toUpperCase((char) c));
}else{
cBefore = c;
return c;
}
}
}
接着编写一个测试类：InputTest.java
public class InputTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
int c;
StringBuffer sb = new StringBuffer();
try {
//这里用了两个装饰者，分别是BufferedInputStream和我们的UpperFirstWordInputStream
InputStream in = new UpperFirstWordInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("/Users/nezha/Desktop/test.txt")));
while((c = in.read()) >= 0)
{
sb.append((char) c);
}
System.out.println(sb);
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
