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装饰模式简单实现

装饰模式允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。以下是一个简单的 Java 实现示例，模拟咖啡店中咖啡的装饰过程。

/*** 抽象组件类，代表饮品的基类。* 所有具体的饮品和装饰器都将基于此类进行扩展。*/
// 抽象组件：饮品
abstract class Beverage {// 饮品的描述信息，默认值为 "Unknown Beverage"String description = "Unknown Beverage";/*** 获取饮品的描述信息。* @return 饮品的描述字符串*/public String getDescription() {// 返回饮品的描述信息return description;}/*** 抽象方法，用于计算饮品的价格。* 具体的饮品子类需要实现此方法来提供具体的价格计算逻辑。* @return 饮品的价格*/public abstract double cost();
}

/*** 具体组件类，代表浓缩咖啡饮品，继承自 Beverage 抽象类。* 该类实现了浓缩咖啡的基本属性和价格计算方法。*/
// 具体组件：浓缩咖啡
class Espresso extends Beverage {/*** 构造函数，用于初始化浓缩咖啡的描述信息。* 调用该构造函数后，浓缩咖啡的描述将被设置为 "Espresso"。*/public Espresso() {// 将饮品的描述设置为浓缩咖啡description = "Espresso";}/*** 重写父类的 cost 方法，用于计算浓缩咖啡的价格。* @return 浓缩咖啡的价格，固定为 2.0 元。*/@Overridepublic double cost() {// 返回浓缩咖啡的价格return 2.0;}
}

/*** 具体组件类，代表拿铁咖啡，继承自 Beverage 抽象类。* 该类实现了拿铁咖啡的基本属性和价格计算方法。*/
class Latte extends Beverage {/*** 构造函数，用于初始化拿铁咖啡的描述信息。* 调用该构造函数后，拿铁咖啡的描述将被设置为 "Latte"。*/public Latte() {// 将饮品的描述设置为拿铁description = "Latte";}/*** 重写父类的 cost 方法，用于计算拿铁咖啡的价格。* @return 拿铁咖啡的价格，固定为 2.5 元。*/@Overridepublic double cost() {// 返回拿铁的价格return 2.5;}
}

/*** 抽象装饰器类：调料* 该类继承自 Beverage 抽象类，用于装饰具体的饮品。* 所有具体的调料装饰器都应继承此类，并实现具体的装饰逻辑。*/
// 抽象装饰器：调料
abstract class CondimentDecorator extends Beverage {/*** 抽象方法，用于获取添加调料后的饮品描述。* 具体的调料装饰器需要实现此方法，以返回包含调料信息的完整描述。* @return 添加调料后的饮品描述*/public abstract String getDescription();
}

/*** 具体装饰器类，用于为饮品添加糖调料。* 该类继承自 CondimentDecorator 抽象类，用于扩展 Beverage 对象的功能。*/
// 具体装饰器：糖
class Sugar extends CondimentDecorator {// 被装饰的饮品对象Beverage beverage;/*** 构造函数，接收一个 Beverage 对象作为参数。* 用于初始化当前装饰器所装饰的饮品对象。* @param beverage 被装饰的饮品对象*/public Sugar(Beverage beverage) {// 将传入的饮品对象赋值给成员变量this.beverage = beverage;}/*** 重写 getDescription 方法，用于获取添加糖后的饮品描述。* 在原饮品描述的基础上，添加糖的描述。* @return 添加糖后的饮品完整描述*/@Overridepublic String getDescription() {// 拼接原饮品描述和糖的描述return beverage.getDescription() + ", Sugar";}/*** 重写 cost 方法，用于计算添加糖后的饮品价格。* 在原饮品价格的基础上，加上糖的价格。* @return 添加糖后的饮品总价格*/@Overridepublic double cost() {// 计算原饮品价格加上糖的价格return beverage.cost() + 0.2;}
}

/*** 具体装饰器类，用于为饮品添加牛奶调料。* 该类继承自 CondimentDecorator 抽象类，实现了具体的装饰逻辑。*/
// 具体装饰器：牛奶
class Milk extends CondimentDecorator {// 被装饰的饮品对象Beverage beverage;/*** 构造函数，用于初始化 Milk 装饰器。* @param beverage 被装饰的饮品对象*/public Milk(Beverage beverage) {// 保存被装饰的饮品对象this.beverage = beverage;}/*** 重写父类的 getDescription 方法，用于获取添加牛奶后的饮品描述。* @return 添加牛奶后的饮品描述*/@Overridepublic String getDescription() {// 在原饮品描述后添加牛奶信息return beverage.getDescription() + ", Milk";}/*** 重写父类的 cost 方法，用于计算添加牛奶后的饮品价格。* @return 添加牛奶后的饮品价格*/@Overridepublic double cost() {// 原饮品价格加上牛奶的价格return beverage.cost() + 0.5;}
}

/*** 具体装饰器类：摩卡，用于为饮品添加摩卡调料。* 该类继承自 CondimentDecorator 抽象类，实现了为饮品添加摩卡风味的功能。*/
// 具体装饰器类：摩卡
class Mocha extends CondimentDecorator {// 持有被装饰的 Beverage 对象的引用Beverage beverage;/*** 构造函数，用于初始化 Mocha 装饰器。* @param beverage 被装饰的饮品对象，即要添加摩卡调料的饮品。*/public Mocha(Beverage beverage) {// 将传入的饮品对象赋值给成员变量，以便后续操作this.beverage = beverage;}/*** 重写 getDescription 方法，用于获取添加摩卡后的饮品描述。* @return 拼接了摩卡描述后的完整饮品描述。*/@Overridepublic String getDescription() {// 在原饮品描述后面添加 ", Mocha" 来表示添加了摩卡调料return beverage.getDescription() + ", Mocha";}/*** 重写 cost 方法，用于计算添加摩卡后的饮品价格。* @return 原饮品价格加上摩卡调料的价格。*/@Overridepublic double cost() {// 原饮品价格加上摩卡调料的价格，这里摩卡调料价格固定为 0.5return beverage.cost() + 0.5;}
}

// 测试类
public class DecoratorPatternExample {public static void main(String[] args) {// 点一杯浓缩咖啡Beverage espresso = new Espresso();System.out.println(espresso.getDescription() + " 价格: $" + espresso.cost());// 给浓缩咖啡加牛奶和糖Beverage decoratedEspresso = new Sugar(new Milk(espresso));System.out.println(decoratedEspresso.getDescription() + " 价格: $" + decoratedEspresso.cost());// 再给加了牛奶的浓缩咖啡加摩卡decoratedEspresso = new Mocha(decoratedEspresso);System.out.println(decoratedEspresso.getDescription() + " 价格: $" + decoratedEspresso.cost());// 点一杯拿铁Beverage latte = new Latte();System.out.println(latte.getDescription() + " 价格: $" + latte.cost());// 给拿铁加牛奶Beverage decoratedLatte = new Milk(latte);System.out.println(decoratedLatte.getDescription() + " 价格: $" + decoratedLatte.cost());}
}

应用场景

1. 图形界面组件：在 GUI 编程中，常常需要为组件添加额外的功能，如边框、滚动条、阴影等。可以使用装饰模式，通过装饰器为组件动态添加这些功能，而不需要修改组件的原始代码。
2. 文件流处理：在 Java 的 I/O 流中，使用了装饰模式。例如，FileInputStream 是一个基本的输入流，而 BufferedInputStream 是一个装饰器，它为 FileInputStream 提供了缓冲功能，提高了读取效率。
3. 权限验证：在系统中，对于不同的操作可能需要不同的权限验证。可以使用装饰模式，为基本的操作类添加不同的权限验证装饰器，动态地为操作添加权限验证功能。
4. 日志记录：在方法执行前后添加日志记录功能，可以使用装饰模式。通过装饰器在不修改原有方法的基础上，为方法添加日志记录的功能。