装饰器模式的定义与特点
装饰器（Decorator）模式的定义：指在不改变现有对象结构的情况下，动态地给该对象增加一些职责（即增加其额外功能）的模式，它属于对象结构型模式。
装饰器模式的主要优点有：
- 装饰器是继承的有力补充，比继承灵活，在不改变原有对象的情况下，动态的给一个对象扩展功能，即插即用
- 通过使用不用装饰类及这些装饰类的排列组合，可以实现不同效果
- 装饰器模式完全遵守开闭原则
其主要缺点是：装饰器模式会增加许多子类，过度使用会增加程序得复杂性。
装饰器模式的结构与实现
通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰器模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。
模式的结构
装饰器模式主要包含以下角色。
- 抽象构件（Component）角色：定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
- 具体构件（ConcreteComponent）角色：实现抽象构件，通过装饰角色为其添加一些职责。
- 抽象装饰（Decorator）角色：继承抽象构件，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。
- 具体装饰（ConcreteDecorator）角色：实现抽象装饰的相关方法，并给具体构件对象添加附加的责任。
装饰器模式的结构图如图 1 所示。
图1 装饰器模式的结构图
在Java标准库中，InputStream是抽象类，FileInputStream、ServletInputStream、Socket.getInputStream()这些InputStream都是最终数据源。
现在，如果要给不同的最终数据源增加缓冲功能、计算签名功能、加密解密功能，那么，3个最终数据源、3种功能一共需要9个子类。如果继续增加最终数据源，或者增加新功能，子类会爆炸式增长，这种设计方式显然是不可取的。
Decorator模式的目的就是把一个一个的附加功能，用Decorator的方式给一层一层地累加到原始数据源上，最终，通过组合获得我们想要的功能。
例如：给FileInputStream增加缓冲和解压缩功能，用Decorator模式写出来如下：
// 创建原始的数据源:
InputStream fis = new FileInputStream("test.gz");
// 增加缓冲功能:
InputStream bis = new BufferedInputStream(fis);
// 增加解压缩功能:
InputStream gis = new GZIPInputStream(bis);
或者一次性写成这样：
InputStream input = new GZIPInputStream( // 第二层装饰
new BufferedInputStream( // 第一层装饰
new FileInputStream("test.gz") // 核心功能
));
观察BufferedInputStream和GZIPInputStream，它们实际上都是从FilterInputStream继承的，这个FilterInputStream就是一个抽象的Decorator。我们用图把Decorator模式画出来如下：
┌───────────┐
│ Component │
└───────────┘
▲
┌────────────┼─────────────────┐
│ │ │
┌───────────┐┌───────────┐ ┌───────────┐
│ComponentA ││ComponentB │... │ Decorator │
└───────────┘└───────────┘ └───────────┘
▲
┌──────┴──────┐
│ │
┌───────────┐ ┌───────────┐
│DecoratorA │ │DecoratorB │...
└───────────┘ └───────────┘
最顶层的Component是接口，对应到IO的就是InputStream这个抽象类。ComponentA、ComponentB是实际的子类，对应到IO的就是FileInputStream、ServletInputStream这些数据源。Decorator是用于实现各个附加功能的抽象装饰器，对应到IO的就是FilterInputStream。而从Decorator派生的就是一个一个的装饰器，它们每个都有独立的功能，对应到IO的就是BufferedInputStream、GZIPInputStream等。
Decorator模式有什么好处？它实际上把核心功能和附加功能给分开了。核心功能指FileInputStream这些真正读数据的源头，附加功能指加缓冲、压缩、解密这些功能。如果我们要新增核心功能，就增加Component的子类，例如ByteInputStream。如果我们要增加附加功能，就增加Decorator的子类，例如CipherInputStream。两部分都可以独立地扩展，而具体如何附加功能，由调用方自由组合，从而极大地增强了灵活性。
如果我们要自己设计完整的Decorator模式，应该如何设计？
我们还是举个栗子：假设我们需要渲染一个HTML的文本，但是文本还可以附加一些效果，比如加粗、变斜体、加下划线等。为了实现动态附加效果，可以采用Decorator模式。
首先，仍然需要定义顶层接口TextNode：
public interface TextNode {
// 设置text:
void setText(String text);
// 获取text:
String getText();
}
对于核心节点，例如<span>，它需要从TextNode直接继承：
public class SpanNode implements TextNode {
private String text;
public void setText(String text) {
this.text = text;
}
public String getText() {
return "<span>" + text + "</span>";
}
}
紧接着，为了实现Decorator模式，需要有一个抽象的Decorator类：
public abstract class NodeDecorator implements TextNode {
protected final TextNode target;
protected NodeDecorator(TextNode target) {
this.target = target;
}
public void setText(String text) {
this.target.setText(text);
}
}
NodeDecorator类的核心是持有一个TextNode，即将要把功能附加到的TextNode实例。接下来就可以写一个加粗功能：
public class BoldDecorator extends NodeDecorator {
public BoldDecorator(TextNode target) {
super(target);
}
public String getText() {
return "<b>" + target.getText() + "</b>";
}
}
类似的，可以继续加ItalicDecorator、UnderlineDecorator等。客户端可以自由组合这些Decorator：
TextNode n1 = new SpanNode();
TextNode n2 = new BoldDecorator(new UnderlineDecorator(new SpanNode()));
TextNode n3 = new ItalicDecorator(new BoldDecorator(new SpanNode()));
n1.setText("Hello");
n2.setText("Decorated");
n3.setText("World");
System.out.println(n1.getText());
// 输出<span>Hello</span>
System.out.println(n2.getText());
// 输出<b><u><span>Decorated</span></u></b>
System.out.println(n3.getText());
// 输出<i><b><span>World</span></b></i>
