Java 设计模式（八）：装饰器模式_java8 装饰者模式-优快云博客

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装饰者模式

GitHub 地址：https://github.com/yifanzheng/java-design-patterns

装饰器模式(Decorator Design Pattern)，动态地给一个对象添加一些额外的功能，就增加功能来说，装饰器模式比继承更灵活。

装饰器模式解析

老规矩，我们先来看看这样一样例子：咖啡订单程序，咖啡种类有美式咖啡（American coffee）、无因咖啡（Causeless coffee），配料有牛奶（Milk），巧克力（Chocolate）。客户在点咖啡时可以选择配料进行混合。

下面我们使用装饰器模式实现这个例子，具体代码如下：

/**
 * Drink
 */
public abstract class Drink {

    protected String name;

    protected float price;

    public abstract float getCost();

    public abstract String getDescription();

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public float getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(float price) {
        this.price = price;
    }
}

/**
 * Cafe
 */
public class Cafe extends Drink {

    @Override
    public float getCost() {
        return this.price;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return "商品：" + this.name + "价格：" + this.price;
    }

}

/**
 * AmericanCafe
 */
public class AmericanCafe extends Cafe {

    public AmericanCafe() {
        this.name = "美式咖啡";
        this.price = 6.0f;
    }

}

/**
 * CauselessCafe
 */
public class CauselessCafe extends Cafe {

    public CauselessCafe() {
        this.name = "无因咖啡";
        this.price = 7.0f;
    }
}

/**
 * AbstractIngredients
 */
public class AbstractIngredients extends Drink {

    private Drink drink;

    public AbstractIngredients(Drink drink) {
        this.drink = drink;
    }

    @Override
    public float getCost() {
        // 添加配料需要加钱
        return super.price + this.drink.getCost();
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return drink.getDescription() + "配料：" + this.name + " 价格：" + this.price ;
    }
}

/**
 * Milk
 */
public class Milk extends AbstractIngredients {

    public Milk(Drink drink) {
        super(drink);
        this.name = "牛奶";
        this.price = 3.0f;
    }
}

/**
 * Chocolate
 */
public class Chocolate extends AbstractIngredients {

    public Chocolate(Drink drink) {
        super(drink);
        this.name = "巧克力";
        this.price = 2.0f;
    }
}

// 使用举例：牛奶巧克力美式咖啡
Drink drink = new Chocolate(new Milk(new AmericanCafe()));

看了上面的代码，小伙伴们是不是又看到了“组合原则”的影子。但是装饰器模式相对于简单的组合关系，还有两个比较特殊的地方。

第一个比较特殊的地方是：装饰器类和原始类继承相同的父类，这样我们可以对原始类“嵌套”多个装饰器类。就像上面代码中的使用例子一样：new Chocolate(new Milk(new AmericanCafe()))。

第二个比较特殊的地方是：装饰器类是对功能的增强，这也是装饰器模式应用场景的一个重要特点。实际上，符合“组合原则”这种代码结构的设计模式有很多，比如代理模式、桥接模式，还有现在的装饰器模式。尽管它们的代码结构很相似，但是每种设计模式的意图是不同的。就拿比较相似的代理模式和装饰器模式来说：代理模式中，代理类附加的是跟原始类无关的功能；而在装饰器模式中，装饰器类附加的是跟原始类相关的增强功能。

Java IO 中的装饰器模式

装饰器模式在 Java IO 类中使用很多，比如FileInputStream、PipedInputStream、ByteArrayInputStream 等。看下图 InputStream 派生出来的部分类。

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我们知道 InputStream 代表了输入流，具体的输入来源可以是文件（FileInputStream）、管道（PipedInputStream）、数组（ByteArrayInputStream）等，这些就像前面咖啡例子中的美式咖啡、无因咖啡，属于基础输入流。

FilterInputStream 是一个装饰接口，它的实现类是一系列装饰器，比如 BufferedInputStream 代表用缓冲来装饰，也就使得输入流具有了缓冲的功能，LineNumberInputStream 代表用行号来装饰，在操作的时候就可以取得行号了，DataInputStream 的装饰，使得我们可以从输入流转换为 Java 中的基本类型值。