装饰者模式

装饰者模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，主要用于动态地给对象添加额外的功能，而不改变其结构。这个模式通过创建一个装饰类来包装原始对象，从而扩展其功能。

主要角色

1. 组件（Component）：定义一个接口或抽象类，声明可以被装饰的对象所共有的接口。
2. 具体组件（ConcreteComponent）：实现了组件接口的具体类，代表需要装饰的对象。
3. 装饰者（Decorator）：持有一个组件对象的引用，并实现组件接口。装饰者可以在调用原始组件的方法之前或之后，添加额外的功能。
4. 具体装饰者（ConcreteDecorator）：继承自装饰者，具体实现要添加的功能。

结构示例

假设你有一个简单的 Coffee 类，想要动态地给它添加不同的配料，比如牛奶或糖。你可以通过装饰者模式来实现。

1. 组件接口 Beverage

   public interface Beverage {
       String getDescription();
       double cost();
   }
   

2. 具体组件 Coffee

   public class Coffee implements Beverage {
       @Override
       public String getDescription() {
           return "Coffee";
       }
   
       @Override
       public double cost() {
           return 2.00;
       }
   }
   

3. 装饰者基类 BeverageDecorator

   public abstract class BeverageDecorator implements Beverage {
       protected Beverage beverage;
   
       public BeverageDecorator(Beverage beverage) {
           this.beverage = beverage;
       }
   
       @Override
       public abstract String getDescription();
   }
   

4. 具体装饰者 MilkDecorator

   public class MilkDecorator extends BeverageDecorator {
       public MilkDecorator(Beverage beverage) {
           super(beverage);
       }
   
       @Override
       public String getDescription() {
           return beverage.getDescription() + ", Milk";
       }
   
       @Override
       public double cost() {
           return beverage.cost() + 0.50; // 假设牛奶的费用是 $0.50
       }
   }
   

5. 具体装饰者 SugarDecorator

   public class SugarDecorator extends BeverageDecorator {
       public SugarDecorator(Beverage beverage) {
           super(beverage);
       }
   
       @Override
       public String getDescription() {
           return beverage.getDescription() + ", Sugar";
       }
   
       @Override
       public double cost() {
           return beverage.cost() + 0.25; // 假设糖的费用是 $0.25
       }
   }
   

6. 测试类 TestDecoratorPattern

   public class TestDecoratorPattern {
       public static void main(String[] args) {
           // 创建一个基础的咖啡对象
           Beverage coffee = new Coffee();
           System.out.println("Description: " + coffee.getDescription()); // Output: Coffee
           System.out.println("Cost: $" + coffee.cost()); // Output: 2.00
   
           // 添加牛奶装饰
           Beverage milkCoffee = new MilkDecorator(coffee);
           System.out.println("Description: " + milkCoffee.getDescription()); // Output: Coffee, Milk
           System.out.println("Cost: $" + milkCoffee.cost()); // Output: 2.50
   
           // 添加糖装饰
           Beverage milkSugarCoffee = new SugarDecorator(milkCoffee);
           System.out.println("Description: " + milkSugarCoffee.getDescription()); // Output: Coffee, Milk, Sugar
           System.out.println("Cost: $" + milkSugarCoffee.cost()); // Output: 2.75
       }
   }
   

解释

• 组件接口 Beverage 定义了所有饮料的基本接口，包括获取描述和计算费用的方法。
• 具体组件 Coffee 实现了 Beverage 接口，提供了基础的咖啡描述和费用。
• 装饰者基类 BeverageDecorator 维护了一个 Beverage 对象的引用，并实现了 Beverage 接口，但 getDescription 方法是抽象的，具体装饰者需要实现它。
• 具体装饰者 MilkDecorator 和 SugarDecorator 实现了 BeverageDecorator，分别添加了牛奶和糖的描述和费用。
• 测试类 TestDecoratorPattern 演示了如何使用装饰者模式来动态地添加功能，并打印了结果。

通过装饰者模式，可以灵活地组合和扩展对象的功能，而不需要修改对象的原始代码。