裝飾模式在 Java 中的三種實作策略：繼承、封裝與外掛

什麼是裝飾模式？

Decorator（裝飾者）用於動態擴展物件職責，不改變被裝飾物件本身屬性。生活例子：相框裝飾畫作、化妝品裝飾臉龐。Java 經典案例：

• JScrollPane 裝飾 JComponent → 新增可捲動屬性。
• BufferedInputStream 裝飾 InputStream → 新增緩衝讀取加速。
• DebugButton 裝飾 JButton → 點擊時記錄日誌。
• ScrollOverButton 裝飾 JButton → 滑鼠經過顯示凸起邊框。

三種實作模型比較

1. 繼承

public class DebugButton extends JButton {
    public DebugButton() {
        addActionListener(e -> System.out.println("debug message"));
    }
}

// ScrollOverButton 同理，加入 MouseListener 切換邊框
public class ScrollOverButton extends JButton {
    public ScrollOverButton() {
        addMouseListener(new MouseAdapter() {
            @Override public void mouseEntered(MouseEvent e) { setBorder(BorderFactory.createRaisedBevelBorder()); }
            @Override public void mouseExited(MouseEvent e) { setBorder(BorderFactory.createEmptyBorder()); }
        });
    }
}

優點：直觀、保留原類型（DebugButton instanceof JButton 為 true）、幾乎能實作所有裝飾。

缺點：

1. 組合爆炸：需同時擁有 Debug 與 ScrollOver 行為時，必須再寫 ScrollOverDebugButton；若有 N 種行為，理論上需 2^N 個子類別。
2. 開放/封閉原則違背：新增行為需修改裝飾類別代碼（加開關方法 setDebug()/isDebug() 等）。
3. 視覺屬性耦合：Look & Feel 變更可能導致繼承實作失效。
4. 建構子重載繁瑣：為保留原類型需重載所有建構子。

2. 封裝（Wrapper / 組合）

核心思想：持有被裝飾物件參考，轉發請求並在前後加入新行為。

// BufferedInputStream 經典封裝實作（簡化）
public class BufferedInputStream extends InputStream {
    private InputStream in; // 被裝飾物件
    private byte[] buf;     // 緩衝區
    public BufferedInputStream(InputStream in) { this.in = in; }
    @Override public int read() throws IOException {
        // 先讀緩衝區，空則 in.read() 填充
    }
}

// JScrollPane 封裝視圖組件
// DebugButton 封裝實作
public class DebugButton extends JButton { // 仍繼承 JButton 以保型別
    private JButton delegate;
    public DebugButton(JButton delegate) { this.delegate = delegate; }
    // 轉發所有方法給 delegate，並在 actionPerformed 前加日誌
}

優點：執行期動態組合（new DebugButton(new ScrollOverButton(new JButton()))）、符合開放/封閉原則、無組合爆炸。

缺點：型別身分喪失——JScrollPane 不能替換內部視圖組件（getFont() 返回自身字體而非視圖字體），instanceof 檢查失效。

3. 外掛（External / AOP 風格）

將裝飾邏輯完全外部化，透過事件監聽、屬性映射、動態代理或 AOP 框架（Spring AOP、AspectJ）在不修改原類別、不建立子類別情況下注入行為。例如：

• 為所有 JButton 註冊全域 ActionListener 記錄日誌。
• 用 UIManager 設定全域 ButtonUI 實現滑鼠經過效果。
• Spring AOP 切面攔截 Service 方法加入事務、快取、日誌。

優點：零侵入、關注點分離、大範圍統一套用。

缺點：需框架支援、除錯較難、效能微額開銷。

選型建議

Java I/O 庫（BufferedInputStream、GZIPInputStream）採封裝；Swing 邊框/UI 委派採外掛；簡單 UI 擴展常用繼承。實務中常混合使用。