设计模式系列-结构型-装饰器模式

摘要：装饰器模式是一种灵活的设计模式，它可以在不改变原有对象的基础上，通过给对象添加额外的功能来实现对象的功能扩展。本文将介绍装饰器模式的定义、结构、优点和缺点，并通过一个实例来说明装饰器模式的实现过程。
关键词：装饰器模式，设计模式，功能扩展

什么是装饰器模式
装饰器模式（Decorator Pattern）是一种灵活的设计模式，它可以在不改变原有对象的基础上，通过给对象添加额外的功能来实现对象的功能扩展。装饰器模式可以在运行时动态地将责任附加到对象上，而不会影响到其他对象。
装饰器模式的结构如上图所示，它包含以下角色：
（1）Component：抽象构件，它是具体构件和抽象装饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法。
（2）ConcreteComponent：具体构件，它实现了在抽象构件中声明的抽象方法，装饰器可以给它增加额外的职责（方法）。
（3）Decorator：抽象装饰类，它继承了抽象构件，并包含具体构件的实例，可以通过其子类扩展具体构件的功能。
（4）ConcreteDecorator：具体装饰类，它是抽象装饰类的子类，负责向具体构件添加额外的职责。
优点
（1）装饰器模式可以提供比继承更多的灵活性。
（2）可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，并且可以动态地撤销。
（3）可以对一个对象进行多次装饰，通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以实现不同的效果。
（4）具体构件类与具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要增加新的具体构件类和具体装饰类，原有类库代码无须改变，符合“开闭原则”。
缺点
（1）装饰器模式会产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象会占用更多的系统资源，在一定程度上影响程序的性能。
（2）过多地使用装饰器模式，会导致系统中出现很多具体装饰类，增加系统的复杂度和理解难度。
实例
下面我们通过一个实例来说明装饰器模式的实现过程，实例描述了一个用于计算奖金的系统，其中有三种类型的经理：科长、副经理和经理，每种类型的经理的奖金分别是基本奖金的1.1倍、1.5倍和2倍。
（1）首先，我们需要定义一个抽象构件类，它是具体构件类和抽象装饰类的共同父类，声明了在具体构件中实现的业务方法：

public abstract class Manager {
    public abstract double getSalary();
}

（2）然后，我们定义三个具体构件类，它们分别实现了在抽象构件中声明的抽象方法：

设计模式系列-结构型-装饰器模式

public class CommonManager extends Manager {
    @Override
    public double getSalary() {
        return 1000;
    }
}
public class DeputyManager extends Manager {
    @Override
    public double getSalary() {
        return 1500;
    }
}
public class GeneralManager extends Manager {
    @Override
    public double getSalary() {
        return 2000;
    }
}

（3）接着，我们定义一个抽象装饰类，它继承了抽象构件，并包含具体构件的实例：

public abstract class Decorator extends Manager {
    protected Manager manager;
    public Decorator(Manager manager) {
        this.manager = manager;
    }
}

（4）最后，我们定义三个具体装饰类，它们是抽象装饰类的子类，负责向具体构件添加额外的职责：

public class SectionManager extends Decorator {
    public SectionManager(Manager manager) {
        super(manager);
    }
    @Override
    public double getSalary() {
        return manager.getSalary() * 1.1;
    }
}
public class ViceManager extends Decorator {
    public ViceManager(Manager manager) {
        super(manager);
    }
    @Override
    public double getSalary() {
        return manager.getSalary() * 1.5;
    }
}
public class GeneralManager2 extends Decorator {
    public GeneralManager2(Manager manager) {
        super(manager);
    }
    @Override
    public double getSalary() {
        return manager.getSalary() * 2;
    }
}

（5）最后，我们来看看如何使用装饰器模式来计算经理的奖金：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Manager commonManager = new CommonManager();
        Manager sectionManager = new SectionManager(commonManager);
        Manager viceManager = new ViceManager(sectionManager);
        Manager generalManager = new GeneralManager2(viceManager);
        System.out.println("经理的奖金：" + generalManager.getSalary());
    }
}

输出结果：
经理的奖金：3300.0
5. 总结
装饰器模式是一种灵活的设计模式，它可以在不改变原有对象的基础上，通过给对象添加额外的功能来实现对象的功能扩展。装饰器模式可以提供比继承更多的灵活性，可以通过一种动态的方式来扩展一个对象的功能，并且可以动态地撤销。但是，装饰器模式会产生很多小对象，这些对象的区别在于它们之间相互连接的方式有所不同，而不是它们的类或者属性值有所不同，大量小对象会占用更多的系统资源，在一定程度上影响程序的性能。

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