结构型设计模式：装饰器模式

**结构型设计模式：装饰器模式**

在软件开发中，结构型设计模式关注如何组织类和对象，以实现特定的功能或行为。装饰器模式是一种常见的结构型设计模式，它允许动态地添加新的功能或行为到一个对象，而不改变其原有的代码。

**问题背景**

假设我们正在开发一个图形用户界面（GUI）系统，需要显示不同类型的图像，如图片、视频和音频。我们可以创建一个基类`Image`来代表所有类型的图像，并在子类中实现具体的功能。但是，这种方法会导致代码冗余和难以维护。

**装饰器模式**

装饰器模式提供了一种灵活的方式来添加新的功能或行为到一个对象，而不改变其原有的代码。它通过创建一个装饰器类，负责包裹原始对象，并在必要时添加额外的功能或行为。

下图展示了装饰器模式的基本结构：

+---------------+
| 原始对象 |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+
| 装饰器类 |
| (可选) |
+---------------+
 |
 |
 v+---------------+
| 最终对象 |
+---------------+

**示例代码**

假设我们有一个`Image`基类，代表所有类型的图像。我们可以创建一个装饰器类`ImageDecorator`来包裹原始对象，并添加额外的功能，如显示图像的尺寸和格式。

java// Image.java (基类)
public abstract class Image {
 public abstract void display();
}

// ImageDecorator.java (装饰器类)
public class ImageDecorator implements Image {
 private Image image;

 public ImageDecorator(Image image) {
 this.image = image;
 }

 @Override public void display() {
 System.out.println("显示图像...");
 image.display();
 }
}

// ImageDecoratorWithSize.java (装饰器类)
public class ImageDecoratorWithSize extends ImageDecorator {
 private int width;
 private int height;

 public ImageDecoratorWithSize(Image image, int width, int height) {
 super(image);
 this.width = width;
 this.height = height;
 }

 @Override public void display() {
 System.out.println("显示图像尺寸：" + width + "x" + height);
 super.display();
 }
}

// ImageDecoratorWithFormat.java (装饰器类)
public class ImageDecoratorWithFormat extends ImageDecorator {
 private String format;

 public ImageDecoratorWithFormat(Image image, String format) {
 super(image);
 this.format = format;
 }

 @Override public void display() {
 System.out.println("显示图像格式：" + format);
 super.display();
 }
}

**使用示例**

我们可以创建一个原始对象`ImageImpl`，代表一个具体的图像类型，如图片或视频。然后，我们可以使用装饰器类添加额外的功能，如显示图像的尺寸和格式。

java// ImageImpl.java (原始对象)
public class ImageImpl extends Image {
 @Override public void display() {
 System.out.println("显示图片...");
 }
}

// 使用示例public class Main {
 public static void main(String[] args) {
 Image image = new ImageDecorator(new ImageImpl(),800,600);
 image.display();

 image = new ImageDecoratorWithFormat(image, "JPEG");
 image.display();
 }
}

**结论**

装饰器模式是一种灵活的结构型设计模式，允许动态地添加新的功能或行为到一个对象，而不改变其原有的代码。通过使用装饰器类，可以轻松地扩展和修改原始对象的行为，从而提高系统的可维护性和灵活性。

**参考**

* "Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software" by Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, and John Vlissides* "Head First Design Patterns" by Kathy Sierra and Bert Bates