装饰模式
一、引子
？肯定让你想起又黑又火的家庭装修来。其实两者在道理上还是有很多相像的地方。家庭装修无非就是要掩盖住原来实而不华的墙面，抹上一层华而不实的涂料，让生活多一点色彩。而墙还是那堵墙，他的本质一点都没有变，只是多了一层外衣而已。
那设计模式中的，是什么样子呢？
二、定义与结构
（Decorator）也叫包装器模式（Wrapper）。GOF 在《设计模式》一书中给出的定义为：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，Decorator 模式相比生成子类更为灵活。
让我们来理解一下这句话。我们来设计“门”这个类。假设你根据需求为“门”类作了如下定义：
现在，在系统的一个地方需要一个能够报警的Door，你来怎么做呢？你或许写一个Door的子类 AlarmDoor，在里面添加一个子类独有的方法 alarm()。嗯，那在使用警报门的地方你必须让客户知道使用的是警报门，不然无法使用这个独有的方法。而且，这个还违反了Liskov 替换原则。
也许你要说，那就把这个方法添加到 Door 里面，这样不就统一了？但是这样所有的门都必须有警报，至少是个“哑巴”警报。而当你的系统仅仅在一两个地方使用了警报门，这明显是不合理的——虽然可以使用缺省适配器来弥补一下。
这时候，你可以考虑采用来给门动态的添加些额外的功能。
下面我们来看看的组成，不要急着去解决上面的问题，到了下面自然就明白了！
1) 抽象构件角色（Component）：定义一个抽象接口，以规范准备接收附加责任的对象。
2) 具体构件角色(Concrete Component)：这是被装饰者，定义一个将要被装饰增加功能的类。
3) 装饰角色(Decorator)：持有一个构件对象的实例，并定义了抽象构件定义的接口。
4) 具体装饰角色(Concrete Decorator)：负责给构件添加增加的功能。
看下的类图：
图中 ConcreteComponent 可能继承自其它的体系，而为了实现，他还要实现Component 接口。整个的结构是按照组合模式来实现的——两者都有类似的结构图，都基于递归组合来组织可变数目的对象。但是两者的目的是截然不同的，组合（Composite）模式侧重通过递归组合构造类，使不同的对象、多重的对象可以“一视同仁”；而装饰（Decorator）模式仅仅是借递归组合来达到定义中的目的。
三、举例
这个例子还是来自我最近在研究的 JUnit，如果你对 JUnit 还不太了解，可以浏览一些关于 Junit 的文章。不愧是由 GoF 之一的 Erich Gamma 亲自开发的，小小的东西使用了 N种的模式在里面。下面就来看看 JUnit 中的。
在 JUnit 中，TestCase 是一个很重要的类，允许对其进行功能扩展。
在 junit.extensions 包中，TestDecorator、RepeatedTest 便是对 TestCase 的扩展。下面我们将它们和上面的角色对号入座。
呵呵，看看源代码吧，这个来的最直接！
//这个就是抽象构件角色
public interface Test {
/**
* Counts the number of test cases that will be run by this test.
*/
public abstract int countTestCases();
/**
* Runs a test and collects its result in a TestResult instance.
*/
public abstract void run(TestResult result);
}
//具体构件对象，但是这里是个抽象类
public abstract class TestCase extends Assert implements Test {
……
public int countTestCases() {
return 1;
}
……
public TestResult run() {
TestResult result= createResult();
run(result);
return result;
}
public void run(TestResult result) {
result.run(this);
}
……
}
//装饰角色
public class TestDecorator extends Assert implements Test {
//这里按照上面的要求，保留了一个对构件对象的实例
protected Test fTest;
public TestDecorator(Test test) {
fTest= test;
}
/**
* The basic run behaviour.
*/
public void basicRun(TestResult result) {
fTest.run(result);
}
public int countTestCases() {
return fTest.countTestCases();
}
public void run(TestResult result) {
basicRun(result);
}
public String toString() {
return fTest.toString();
}
public Test getTest() {
return fTest;
}
}
//具体装饰角色，这个类的增强作用就是可以设置测试类的执行次数
public class RepeatedTest extends TestDecorator {
private int fTimesRepeat;
public RepeatedTest(Test test, int repeat) {
super(test);
if (repeat < 0)
throw new IllegalArgumentException("Repetition count must be > 0");
fTimesRepeat= repeat;
}
//看看怎么装饰的吧
public int countTestCases() {
return super.countTestCases()*fTimesRepeat;
}
public void run(TestResult result) {
for (int i= 0; i < fTimesRepeat; i++) {
if (result.shouldStop())
break;
super.run(result);
}
}
public String toString() {
return super.toString()+"(repeated)";
}
}使用的时候，就可以采用下面的方式：
TestDecorator test = new RepeatedTest(new TestXXX() , 3);
让我们在回想下上面提到的“门”的问题，这个警报门采用了后，可以采用下面的方式来产生。
DoorDecorator alarmDoor = new AlarmDoor(new Door());
四、应用环境
GOF 书中给出了以下使用情况：
1) 在不影响其他对象的情况下，以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
2) 处理那些可以撤消的职责。
3) 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。
来分析下 JUnit 的使用是属于哪种情况。首先实现了比静态继承更加灵活的方式，动态的增加功能。试想为 Test 的所有实现类通过继承来增加一个功能，意味着要添加不少的功能类似的子类，这明显是不太合适的。
而且，这就避免了高层的类具有太多的特征，比如上面提到的带有警报的抽象门类。
五、透明和半透明
对于面向接口编程，应该尽量使客户程序不知道具体的类型，而应该对一个接口操作。
这样就要求装饰角色和具体装饰角色要满足 Liskov 替换原则。像下面这样：
Component c = new ConcreteComponent();
Component c1 = new ConcreteDecorator(c);
JUnit 中就属于这种应用，这种方式被称为透明式。而在实际应用中，比如 java.io 中往往因为要对原有接口做太多的扩展而需要公开新的方法（这也是为了重用）。所以往往不能对客户程序隐瞒具体的类型。这种方式称为“半透明式”。
在 java.io 中，并不是纯的范例，它是、适配器模式的混合使用。
六、其它
采用 Decorator 模式进行系统设计往往会产生许多看上去类似的小对象，这些对象仅仅在他们相互连接的方式上有所不同，而不是它们的类或是它们的属性值有所不同。尽管对于那些了解这些系统的人来说，很容易对它们进行定制，但是很难学习这些系统，排错也很困难。这是 GOF 提到的的缺点，你能体会吗？他们所说的小对象我认为是指的具体装饰角色。这是为一个对象动态添加功能所带来的副作用。
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