23种设计模式-结构型模式-装饰

简介

装饰是一种结构型设计模式，它能让你通过把对象放入包含行为的特殊封装对象里来为原对象绑定新的行为。

问题

假设你正在开发一个提供通知功能的库，其他程序可使用它向用户发送通知。
库的最初版基于通知器Noti­fi­er类，其中只有很少的几个成员变量，一个构造函数和一个send发送方法。这个方法可以接收来自客户端的消息参数，然后把消息发送给一系列的邮箱，邮箱列表是通过构造函数传递给通知器的。作为客户端的第三方程序只会创建和配置通知器对象一次，在需要发送通知时对它进行调用。

现在，许多用户希望接收手机短信通知，有些用户希望接收微信消息通知，还有些用户则希望 接收QQ 消息通知。

、
你可能会这样解决： 首先扩展通知器类，然后在新的子类中加入额外的通知方法。现在客户端要对不同通知形式的对应类进行初始化，然后使用这个类发送后续所有的通知消息。但很快有用户又希望同时收到多个渠道的消息。
你可以尝试创建一个特殊子类来把多种通知方法组合在一起来解决这个问题。但这种方式会让代码量迅速膨胀，而且不仅仅是库代码，客户端代码也会这样。

所以你重新规划通知类的结构，否则它们的数量可能会呈指数级上升。

解决

当你需要更改一个对象的行为时，第一个想法可能就是扩展它所属的类。但是，继承可能导致几个严重的问题。

• 继承是静态的。你没办法在运行的时候更改已有对象的行为，只能使用由不同子类创建的对象来替代当前的整个对象。
• 子类只能有一个父类。大部分编程语言不允许一个类同时继承多个类的行为。

怎么解决呢？其中一种方法是用聚合或组合，而不是继承。他们俩的工作方式几乎一样：一个对象包含指向另一个对象的引用，并且把部分工作委派给引用对象；而子类继承了父类的行为，它们自己也能够完成这些工作。

你可以使用这个新方法来轻松替换各种连接对象，从而能在运行时改变容器的行为。一个对象可以使用多个类的行为，包含多个指向其他对象的引用，并且把各种工作委派给引用对象。

聚合（或组合）组合是许多结构型设计模式背后的关键原则（包括装饰在内）。

装饰模式又叫封装器，这个名称其实更能明确表达这个模式的主要思想。
**“封装器”是一个能跟其他“目标”对象连接的对象。**封装器包含和目标对象相同的一系列方法，它会把所有接收到的请求委派给目标对象。但是，封装器可以在把请求委派给目标对象的前后进行处理，所以可能会改变最终结果。
那么什么时候一个简单的封装器可以被称为是真正的装饰呢？正如之前提到的，封装器实现了跟被封装对象相同的接口。因此从客户端的角度来看，这些对象是完全一样的。封装器中的引用成员变量可以是遵循相同接口的任意对象。这使得你可以把一个对象放在多个封装器中，并且在对象中添加所有这些封装器的组合行为。
比如在消息通知这个例子里面，我们可以把邮件通知行为放在基类通知器中，但是把所有其他通知方法放在装饰中。

客户端代码必须把基础通知器放入一系列自己所需的装饰里面。因此最后的对象会形成一个类似栈的结构。

实际与客户端进行交互的对象其实是最后一个进入栈里的装饰对象。由于所有的装饰都实现了跟通知基类相同的接口，客户端的其他代码并不在意自己到底是与“纯粹”的通知器对象，还是与装饰后的通知器对象进行交互。
我们可以使用相同方法来完成其他行为（比如设置消息格式或者创建接收人列表）。只要所有装饰都遵循相同的接口，客户端就可以使用任意自定义的装饰来装饰对象。

代码

// 抽象构件 - 通知接口
interface Notification {
    void send(String message);
}

// 具体构件 - 短信通知
class SMSNotification implements Notification {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("发送短信通知：" + message);
    }
}

// 具体构件 - 微信通知
class WeChatNotification implements Notification {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("发送微信通知：" + message);
    }
}

// 具体构件 - 邮件通知
class EmailNotification implements Notification {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("发送邮件通知：" + message);
    }
}

// 具体构件 - 系统通知
class SystemNotification implements Notification {
    @Override
    public void send(String message) {
        System.out.println("发送系统通知：" + message);
    }
}

// 装饰器 - 抽象装饰器类
abstract class NotificationDecorator implements Notification {
    protected Notification notification;

    public NotificationDecorator(Notification notification) {
        this.notification = notification;
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        notification.send(message);
    }
}

// 具体装饰器 - 短信通知装饰器
class SMSNotificationDecorator extends NotificationDecorator {
    public SMSNotificationDecorator(Notification notification) {
        super(notification);
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        super.send(message);
        sendSMS(message);
    }

    private void sendSMS(String message) {
        System.out.println("额外发送短信通知：" + message);
    }
}

// 具体装饰器 - 微信通知装饰器
class WeChatNotificationDecorator extends NotificationDecorator {
    public WeChatNotificationDecorator(Notification notification) {
        super(notification);
    }

    @Override
    public void send(String message) {
        super.send(message);
        sendWeChat(message);
    }

    private void sendWeChat(String message) {
        System.out.println("额外发送微信通知：" + message);
    }
}

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建基础通知对象
        Notification notification = new SystemNotification();

        // 使用装饰器动态添加短信通知和微信通知
        notification = new SMSNotificationDecorator(notification);
        notification = new WeChatNotificationDecorator(notification);

        // 发送通知
        notification.send("您有新的消息，请注意查收！");

        // 输出：
        // 发送系统通知：您有新的消息，请注意查收！
        // 额外发送短信通知：您有新的消息，请注意查收！
        // 额外发送微信通知：您有新的消息，请注意查收！
    }
}

总结

1. 部件（Com­po­nent）：声明封装器和被封装对象的公用接口。
2. 具体部件（Con­crete Com­po­nent）类：是被封装对象所属的类。它定义了基础行为，但装饰类可以改变这些行为。
3. 基础装饰（Base Dec­o­ra­tor）类：拥有一个指向被封装对象的引用成员变量。变量的类型应该被声明成通用部件接口，这样它就可以引用具体的部件和装饰。装饰基类会把所有操作委派给被封装的对象。
4. 具体装饰类（Con­crete Dec­o­ra­tors）：定义了可以动态添加到部件的额外行为。具体装饰类会重写装饰基类的方法，并在调用父类方法之前或之后进行额外的行为。
5. 客户端（Client）可以使用多层装饰来封装部件，只要它能使用通用接口跟所有对象互动即可。