《装饰器模式》｜设计模式系列第10篇

系列：结构型模式 · 装饰器模式（Decorator Pattern）
关键词：动态增强、包装、职责叠加、替代继承、装饰器、组件

一、什么是装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern）：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

属于结构型设计模式。

简单理解：
装饰器就是动态包装原有对象，在不修改原类代码、不使用继承的前提下，给对象叠加新能力。可以多层嵌套包装，随时增加或者移除功能。例如：一杯基础咖啡，可以动态加牛奶、加糖、加奶泡，自由组合配料，而不是创建大量子类（咖啡+牛奶、咖啡+糖、咖啡+牛奶+糖）。

核心意图
动态扩展对象功能；将扩展逻辑从主体类分离，支持功能多层叠加。

适用场景

需要动态给对象增加/移除功能
不想使用继承扩展，避免子类数量爆炸
功能可以自由组合叠加
主体类本身稳定，功能点零散多变

⚠️ 缺点预警：多层包装后，对象层次变多，调试困难；产生大量小包装类。

二、UML结构图

角色划分：

Component（抽象组件）：定义核心接口，被装饰对象和装饰器都实现该接口
ConcreteComponent（具体组件）：原始对象，基础核心功能
Decorator（抽象装饰器）：继承/实现Component，持有Component引用，包装原始对象
ConcreteDecorator（具体装饰器）：实现装饰器，添加额外职责

三、Java 完整示例

场景：Coffee 咖啡，基础咖啡为主体，Milk、Sugar 作为装饰配料，动态叠加。
全部变量、输出文字使用英文。

1. Component 抽象组件

public interface Coffee {
    String getDescription();
    double getPrice();
}

2. ConcreteComponent 具体组件

public class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Simple Coffee";
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return 2.0;
    }
}

3. Decorator 抽象装饰器

public abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee coffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.coffee = coffee;
    }
}

4. ConcreteDecorator 具体装饰器

// Milk Decorator
public class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return coffee.getPrice() + 0.5;
    }
}

// Sugar Decorator
public class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return coffee.getDescription() + ", Sugar";
    }

    @Override
    public double getPrice() {
        return coffee.getPrice() + 0.3;
    }
}

5. Client 客户端

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new SimpleCoffee();
        System.out.println(coffee.getDescription() + " | Price: " + coffee.getPrice());

        // add milk
        coffee = new MilkDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " | Price: " + coffee.getPrice());

        // add sugar
        coffee = new SugarDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " | Price: " + coffee.getPrice());
    }
}

运行输出：

Simple Coffee | Price: 2.0
Simple Coffee, Milk | Price: 2.5
Simple Coffee, Milk, Sugar | Price: 2.8

可以自由多层嵌套，动态增加任意组合的配料，不需要新建大量咖啡子类。

四、装饰器模式 vs 适配器模式

模式	目标	核心
Decorator	增强原有对象能力，接口不变	包装对象，叠加新功能
Adapter	转换对象接口，改变接口	包装对象，适配不兼容接口

五、优缺点总结

✅ 优点

动态扩展对象功能，运行时自由增加、移除职责
功能拆分，每个装饰器只负责单一能力，符合单一职责
避免继承带来的类爆炸，功能自由组合
主体代码无需改动，符合开闭原则

❌ 缺点

多层嵌套包装，调试、排查问题比较麻烦
会生成很多小装饰类，增加代码阅读成本
装饰顺序会影响最终结果，需要留意

六、框架源码应用

JDK IO 流：InputStream / OutputStream，BufferedInputStream、DataInputStream 就是装饰器
Spring TransactionAwareCacheDecorator
Servlet HttpServletRequestWrapper

七、小结

装饰器核心：包装原始对象，接口保持不变，动态叠加功能，组合替代继承。
判断要点：想给对象动态叠加多个可选能力，优先装饰器；如果目的是转换接口，则用适配器。

装饰模式