装饰模式(Decorator)

当我们要为一个对象添加新的方法时，我们一般有两种方式:

• 继承机制 通过继承一个现有类使得子类也拥有父类的方法，然后在子类中扩展新方法。
• 关联机制 将一个类的对象实例化后嵌入到新的对象中，由新对象来决定是否调用嵌入的对象的方法来扩展自己的行为。这个被嵌入的对象被称为装饰器(Decorator)。

装饰模式又称为包装器(Wrapper):****对客户透明的方式动态的给一个对象附加上更多的责任。****“对客户透明的方式”：指的是客户就像看不见一样，也就是客户使用的时候不必关心对象装饰前和装饰后有什么不同，装饰模式最典型的应用是Java的I/O流。本文中涉及的代码请点击下载。
先看看InputStream部分结构图：

InputStream继承关系

先InputStream，InputStream是个抽象类，其中read()方法又是抽象方法。

InputStream

然后我们看FilterInputStream，首先FilterInputStream extends InputStream，然后在构造方法中传入InputStream，实现read()方法，并重写read(byte b[], int off, int len)方法。

protected volatile InputStream in;
protected FilterInputStream(InputStream in) {
    this.in = in;
}
public int read() throws IOException {
    return in.read();
}
public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {
    return in.read(b, off, len);
}

FilterInputStream的作用是在的InputStream前加一层过滤，它的方法结构图如下：

空心三角形代表实现 实心三角形代表重载

最后看看DataInputStream和BufferedInputStream的结构图，他们都是继承自FilterInputStream：

DataInputStream&BufferedInputStream

回到之前说对客户透明，对比下面两种实例化新对象的方式，前后没有多大的区别：

BufferedInputStream bufferedInputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream("IODecorator.txt"));
DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(new FileInputStream("IODecorator.txt"));

由此可知装饰器的UML图：

装饰器模式UML图

Component:抽象构件(相当于InputStream)
ConcreteComponent:具体构件(相当于FileInputStream 直接继承自InputStream)
Decorator:抽象装饰类(相当于FilterInputStream)
ConcreteDecorator:具体装饰类(相当于DataInputStream或BufferedInputStream)

说了输入流，相似的我们再通过一个例子来讲讲输出流。假设现在有个需求是将一段文字加密之后输出到另外一个文件中。假设我们的加密规则如下：将英文字母后移两位，即：a变成c，b变成d，依此类推，最后y变成a，z变成b(为简单我们只处理小写字母)。
为此我们写个类来装饰OutputStream：

public class IODecorator {
    public static void main(String[] args) {
        DataInputStream dataInputStream = null;
        try {
            dataInputStream = new DataInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("src/Decorator/IODecorator.txt")));
            
            byte bs[] = new byte[dataInputStream.available()];
            dataInputStream.read(bs);
            String content = new String(bs);
            System.out.println("文件内容：" + content);
        } catch (Exception e) {
            // TODO: handle exception
        } 
    }
}

写完后测试一下：

DataOutputStream dos = new DataOutputStream(
                new BufferedOutputStream(
                        new EncryptOutputStream(
                                new FileOutputStream("src/Decorator/IODecorator.txt"))));
        dos.write("helloworldxyz".getBytes());
        dos.close();

得到的结果是：jgnnqyqtnfzab。加密成功！
装饰模式的本质是：****动态组合****。所以它比继承更灵活，但是装饰模式相比继承会产生更多细粒度的东西。因为装饰模式是把一系列复杂的功能分散到各个装饰器中，一般一个装饰器只实现一个功能，这样会产生很多细粒度的对象，功能越复杂，需要细粒度的对象越多！
一般在以下情况下使用装饰模式：

• 如果需要在不影响其他对象的情况下，以动态透明的方式给对象添加职责，可以使用装饰模式。

• 如果子类不适合扩展，比如扩展功能需要的子类太多，可以使用装饰模式来组合对象。