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Java 裝飾器模式深度解析：動態擴展職責的優雅藝術

編輯：Java 相關知識

什麼是裝飾器模式？

裝飾器模式 允許在不改變現有對象結構的情況下，動態地給對象添加新功能。屬於結構型模式，通過「包裝」實現功能疊加，是繼承的有力替代方案——組合優於繼承。

核心角色：

Component（抽象組件）：定義對象接口，如 Shape。
ConcreteComponent（具體組件）：實現接口的基礎對象，如 Circle、Rectangle。
Decorator（抽象裝飾器）：持有 Component 引用，實現 Component 接口，將請求委託給被裝飾對象。
ConcreteDecorator（具體裝飾器）：在委託前後添加額外行為，如 RedShapeDecorator 添加紅色邊框。

經典實戰：幾何圖形加邊框

1. 定義抽象組件

public interface Shape {
    void draw();
}

2. 具體組件

public class Circle implements Shape {
    @Override public void draw() { System.out.println("Shape: Circle"); }
}
public class Rectangle implements Shape {
    @Override public void draw() { System.out.println("Shape: Rectangle"); }
}

3. 抽象裝飾器（關鍵：持有組件引用 + 委託）

public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;
    public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) { this.decoratedShape = decoratedShape; }
    @Override public void draw() { decoratedShape.draw(); } // 默認委託
}

4. 具體裝飾器：紅色邊框

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
    public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) { super(decoratedShape); }
    @Override public void draw() {
        decoratedShape.draw();           // 1. 原有繪製
        setRedBorder(decoratedShape);    // 2. 新增功能
    }
    private void setRedBorder(Shape s) { System.out.println("Border Color: Red"); }
}

5. 客戶端使用：靈活組合

public class DecoratorPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Shape circle = new Circle();
        Shape redCircle = new RedShapeDecorator(new Circle());
        Shape redRectangle = new RedShapeDecorator(new Rectangle());

        System.out.println("Circle with normal border"); circle.draw();
        System.out.println("\nCircle of red border"); redCircle.draw();
        System.out.println("\nRectangle of red border"); redRectangle.draw();
    }
}
/* 輸出：
Circle with normal border
Shape: Circle

Circle of red border
Shape: Circle
Border Color: Red

Rectangle of red border
Shape: Rectangle
Border Color: Red
*/

模式優勢與適用場景

優勢	說明
動態擴展	運行時決定添加哪些功能，無需創建爆炸式子類
單一職責	每個裝飾器只關注一項具體功能（如加邊框、加滾動條、加壓縮）
開閉原則	新增裝飾器不修改原有代碼
靈活組合	可任意嵌套：`new RedBorder(new Scrollable(new Compressed(new FileSource())))`

典型應用：

Java I/O 流：BufferedInputStream、GZIPInputStream、DataInputStream 層層包裝 InputStream。
Spring 框架：TransactionProxyFactoryBean、AOP 代理鏈。
Web 中間件：Servlet Filter 鏈、Netty ChannelHandler。

對比：裝飾器 vs 繼承 vs 代理

維度	繼承	裝飾器	靜態代理
關係	is-a	has-a (包裝)	has-a (代理)
擴展時機	編譯期	運行期	編譯期/運行期
功能疊加	困難（類爆炸）	極易（嵌套）	需手動組合
透明性	完全透明	對客戶端透明	對客戶端透明