Java设计模式——装饰模式（Decorator Pattern）

场景一

描述：Ladies and gentlemen,May I get your attention,Please?,Now I’m going to talk about decorator  pattern.装饰模式在中国使用的那实在是多，中国的文化是中庸文化，说话或做事情都不能太直接，需要有技巧的，比如说话吧，你要批评一个人，你不能一上来就说你这个做的不对，那个做的不对，你要先肯定他的成绩，表扬一下优点，然后再指出瑕疵，指出错误的地方，最后再来个激励，你修改了这些缺点后有那些好处，比如你能带更多的小兵，到个小头目等等，否则你一上来就是一顿批评，你瞅瞅看，肯定是不服气，顶撞甚至是直接“此处不养爷，自有养爷处”开溜哇。这是说话，那做事情也有很多，在山寨产品流行之前，假货很是比较盛行的，我在 2002 年买了个手机，当时老板吹的是天花乱坠，承诺这个手机是最新的，我看着也像，壳子是崭新的，包装是崭新的，没有任何瑕疵，就是比正品便宜了一大截，然后我买了，缺钱哪，用来 3 个月，坏了，一送修，检查，说这是个新壳装旧机，我晕！拿一个旧手机的线路板，找个新的外壳、屏幕、包装就成了新手机，装饰模式害人不浅呀！

        我们不说不开心的事情，今天举一个什么例子呢？就说说我上小学的的糗事吧。我上小学的时候学习成绩非常的差，班级上 40 多个同学，我基本上都是在排名 45 名以后，按照老师给我的定义就是“不是读书的料”，但是我老爸管的很严格，明知道我不是这块料，还是往赶鸭子上架，每次考试完毕我都是战战兢兢的，“竹笋炒肉”是肯定少不了的，能少点就少点吧，肉可是自己的呀。四年级期末考试考完，学校出来个很损的招儿（这招儿现在很流行的），打印出成绩单，要家长签字，然后才能上五年级，我那个恐惧呀，不过也就是几秒钟的时间，玩起来什么都忘记了。

        我们先看看这个成绩单的类图：

成绩单的抽象类，然后有一个四年级的成绩单实现类，先看抽象类：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 成绩单的抽象类 
7. */  
8. public abstract class SchoolReport {  
9.   
10.      //成绩单的主要展示的就是你的成绩情况  
11.     public abstract void report();  
12.   
13.     //成绩单要家长签字，这个是最要命的  
14.     public abstract void sign();  
15. }  

然后看我们的实现类 FouthGradSchoolReport：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 四年级的成绩单，这个是我们学校第一次实施，以前没有干过 
7. * 这种“缺德”事。 
8. */  
9. public class FouthGradeSchoolReport extends SchoolReport {  
10.   
11.     //我的成绩单  
12.     public void report() {  
13.         //成绩单的格式是这个样子的  
14.         System.out.println("尊敬的XXX家长:");  
15.         System.out.println("    ......");  
16.         System.out.println("  语文 62 数学65 体育 98 自然 63");  
17.         System.out.println("  ......    ");  
18.         System.out.println("    家长签名：   ");  
19.     }  
20.   
21.     //家长签名  
22.     public void sign(String name) {  
23.         System.out.println("家长签名为："+name);  
24.     }  
25.   
26. }  

成绩单出来，你别看什么 62，65 之类的成绩，你要知道在小学低于 90 分基本上就是中下等了，唉，爱学习的人太多了！怎么着，那我把这个成绩单给老爸看看？好，我们修改一下类图，成绩单给老爸看：

老爸开始看成绩单，这个成绩单可是最真实的，啥都没有动过，原装，看 Father 类：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 老爸看成绩单了 
7. */  
8. public class Father {  
9.   
10.     public static void main(String[] args) {  
11.         //成绩单拿过来  
12.         SchoolReport sr = new FouthGradeSchoolReport();  
13.   
14.         //看成绩单  
15.         sr.report();  
16.   
17.        //签名？休想！  
18.     }  
19. }  

运行结果如下：

尊敬的XXX家长:

......

语文 62 数学65 体育 98 自然 63

.......

家长签名：

         就这成绩还要我签字？！老爸就开始找笤帚，我的屁股已经做好了准备，肌肉要绷紧，要不那个太疼了！哈哈，幸运的是，这个不是当时的真实情况，我没有直接把成绩单交给老爸，而是在交给他之前做了点技术工作，我要把成绩单封装一下，封装分类两步走：

         第一步:跟老爸说各个科目的最高分，语文最高是 75，数学是 78，自然是 80，然老爸觉的我成绩与最高分数相差不多，这个是实情，但是不知道是什么原因，反正期末考试都考的不怎么样，但是基本上都集中在 70 分以上，我这 60 多分基本上还是垫底的角色；

        第二步：在老爸看成绩单后，告诉他我是排名第 38 名，全班，这个也是实情，为啥呢？有将近十个同学退学了！这个情况我是不说的。不知道是不是当时第一次发成绩单，学校没有考虑清楚，没有写上总共有多少同学，排名第几名等等，反正是被我钻了个空子。

        那修饰是说完了，我们看看类图如何修改：

我想这是你最容易想到的类图，通过直接增加了一个子类，重写 report 方法，很容易的解决了这个问题，是不是这样？是的，确实是，确实是一个很好的办法，我们来看具体的实现：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 对这个成绩单进行美化 
7. * Sugar这个词太好了，名词是糖的意思，动词就是美化 
8. * 给你颗糖你还不美去 
9. */  
10. public class SugarFouthGradeSchoolReport extends FouthGradeSchoolReport {  
11.   
12.     //首先要定义你要美化的方法，先给老爸说学校最高成绩  
13.     private void reportHighScore(){  
14.         System.out.println("这次考试语文最高是75，数学是78，自然是80");  
15.     }  
16.   
17.     //在老爸看完毕成绩单后，我再汇报学校的排名情况  
18.     private void reportSort(){  
19.        System.out.println("我是排名第38名...");  
20.     }  
21.   
22.     //由于汇报的内容已经发生变更，那所以要重写父类  
23.     @Override  
24.     public void report(){  
25.         this.reportHighScore();  //先说最高成绩  
26.         super.report();  //然后老爸看成绩单  
27.         this.reportSort(); //然后告诉老爸学习学校排名  
28.     }  
29.   
30. }  

然后 Father 类稍做修改就可以看到美化后的成绩单，看代码如下：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 老爸看成绩单了 
7. */  
8. public class Father {  
9.   
10.         public static void main(String[] args) {  
11.         //美化过的成绩单拿过来  
12.         SchoolReport sr= new SugarFouthGradeSchoolReport();  
13.      
14.         //看成绩单  
15.         sr.report();  
16.   
17.         //然后老爸，一看，很开心，就签名了  
18.         sr.sign("老三"); //我叫小三，老爸当然叫老三  
19.     }  
20. }  

运行结果如下：

这次考试语文最高是75，数学是78，自然是80

尊敬的XXX家长:

......

语文 62 数学65 体育 98 自然 63

.......

家长签名：

我是排名第38名...

家长签名为：老三

        通过继承确实能够解决这个问题，老爸看成绩单很开心，然后就给签字了，但是现实的情况很复杂的，可能老爸听我汇报最高成绩后，就直接乐开花了，直接签名了，后面的排名就没必要了，或者老爸要先听排名情况，那怎么办？继续扩展类？你能扩展多少个类？这还是一个比较简单的场景，一旦需要装饰的条件非常的多，比如20 个，你还通过继承来解决，你想想的子类有多少个？你是不是马上就要崩溃了！

        好，你也看到通过继承情况确实出现了问题，类爆炸，类的数量激增，光写这些类不累死你才怪，而且还要想想以后维护怎么办，谁愿意接收这么一大堆类的维护哪？并且在面向对象的设计中，如果超过 2 层继承，你就应该想想是不是出设计问题了，是不是应该重新找一条道了，这是经验值，不是什么绝对的，继承层次越多你以后的维护成本越多，问题这么多，那怎么办？好办，装饰模式出场来解决这些问题，我们先来看类图：

增加一个抽象类和两个实现类，其中 Decorator 的作用是封装 SchoolReport 类，看源代码：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
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6. * 装饰类，我要把我的成绩单装饰一下 
7. */  
8. public abstract class Decorator extends SchoolReport{  
9.   
10.     //首先我要知道是那个成绩单  
11.     private SchoolReport sr;  
12.   
13.     //构造函数，传递成绩单过来  
14.     public Decorator(SchoolReport sr){  
15.         this.sr = sr;  
16.     }  
17.   
18.     //成绩单还是要被看到的  
19.     public void report(){  
20.         this.sr.report();  
21.     }  
22.   
23.     //看完毕还是要签名的  
24.     public void sign(String name){  
25.         this.sr.sign(name);  
26.     }  
27.   
28. }  

Decorator 抽象类的目的很简单，就是要让子类来对封装 SchoolReport 的子类，怎么封装？重写report 方法！先看 HighScoreDecorator 实现类：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
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6. * 我要把我学校的最高成绩告诉老爸 
7. */  
8. public class HighScoreDecorator extends Decorator {  
9.   
10.     //构造函数  
11.     public HighScoreDecorator(SchoolReport sr){  
12.         super(sr);  
13.     }  
14.   
15.     //我要汇报最高成绩  
16.     private void reportHighScore(){  
17.         System.out.println("这次考试语文最高是75，数学是78，自然是80");  
18.     }  
19.   
20.     //最高成绩我要做老爸看成绩单前告诉他，否则等他一看，就抡起笤帚有揍我，我那还有机会说呀  
21.     @Override  
22.     public void report(){  
23.         this.reportHighScore();  
24.         super.report();  
25.     }  
26. }  

重写了 report 方法，先调用具体装饰类的装饰方法 reportHighScore，然后再调用具体构件的方法，我们再来看怎么回报学校排序情况 SortDecorator 代码：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 学校排名的情况汇报 
7. */  
8. public class SortDecorator extends Decorator {  
9.   
10.     //构造函数  
11.     public SortDecorator(SchoolReport sr){  
12.         super(sr);  
13.     }  
14.   
15.     //告诉老爸学校的排名情况  
16.     private void reportSort(){  
17.         System.out.println("我是排名第38名...");  
18.     }  
19.   
20.     //老爸看完成绩单后再告诉他，加强作用  
21.     @Override  
22.     public void report(){  
23.         super.report();  
24.         this.reportSort();  
25.     }  
26. }  

然后看看我老爸怎么看成绩单的：

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1. package com.gumx;  
2.   
3. /** 
4. * @author gumx 
5. * I'm glad to share my knowledge with you all. 
6. * 老爸看成绩单了 
7.   
8. */  
9. public class Father {  
10.   
11.     public static void main(String[] args) {  
12.         //成绩单拿过来  
13.         SchoolReport sr;  
14.         sr = new FouthGradeSchoolReport();  //原装的成绩单  
15.   
16.         //加 了最高分说明的成绩单  
17.         sr = new HighScoreDecorator(sr);  
18.   
19.         //又加了成绩排名的说明  
20.         sr = new SortDecorator(sr);  
21.   
22.         //看成绩单  
23.         sr.report();  
24.   
25.         //然后老爸，一看，很开心，就签名了  
26.         sr.sign("老三"); //我叫小三，老爸当然叫老三  
27.     }  
28. }  

老爸一看成绩单，听我这么一说，非常开心，儿子有进步呀，从 40 多名进步到 30 多名，进步很大，躲过了一顿海扁。

 这就是装饰模式，装饰模式的通用类图如下：

看类图，Component 是一个接口或者是抽象类，就是定义我们最核心的对象，也就是最原始的对象，比如上面的成绩单，记住在装饰模式中，必然有一个被提取出来最核心、最原始、最基本的接口或抽象类就是 Component。

        ConcreteComponent 这个事最核心、最原始、最基本的接口或抽象类的实现，你要装饰的就是这个东东。

        Decorator 一般是一个抽象类，做什么用呢？实现接口或者抽象方法，它里面可不一定有抽象的方法呀，在它的属性里必然有一个 private 变量指向 Component。

        ConcreteDecoratorA 和 ConcreteDecoratorB 是两个具体的装饰类，你要把你最核心的、最原始的、最基本的东西装饰城啥东西，上面的例子就是把一个比较平庸的成绩单装饰成家长认可的成绩单。

         装饰模式是对继承的有力补充，你要知道继承可不是万能的，继承可以解决实际的问题，但是在项目中你要考虑诸如易维护、易扩展、易复用等，而且在一些情况下（比如上面那个成绩单例子）你要是用继承就会增加很多了类，而且灵活性非常的差，那当然维护也不容易了，也就是说装饰模式可以替代继承，解决我们类膨胀的问题，你要知道继承是静态的给类增加功能，而装饰模式则是动态的给增加功能，你看上面的那个例子，我不想要 SortDecorator 这层的封装也很简单呀，直接在 Father 中去掉就可以了，如果你用继承就必须修改程序。

        装饰模式还有一个非常好的优点，扩展性非常好，在一个项目中，你会有非常多因素考虑不到，特别是业务的变更，时不时的冒出一个需求，特别是提出一个令项目大量延迟的需求时候，那种心情是…，真想骂娘！装饰模式可以给我们很好的帮助，通过装饰模式重新封装一个类，而不是通过继承来完成，简单点说，三个继承关系 Father,Son,GrandSon 三个类，我要再 Son 类上增强一些功能怎么办？我想你会坚决的顶回去！不允许，对了，为什么呢？你增强的功能是修改 Son 类中的方法吗？增加方法吗 ？对 GrandSon的影响哪？特别是 GrandSon 有多个的情况，你怎么办？这个评估的工作量就是够你受的，所以这个是不允许的，那还是要解决问题的呀，怎么办？通过建立 SonDecorator 类来修饰 Son，等于说是创建了一个新的类，这个对原有程序没有变更，通过扩充很好的完成了这次变更。