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装饰器模式（Decorator Pattern）是一种常用的设计模式，主要用于在不修改原有类的结构的情况下，向对象动态添加新的功能。这种模式通过包装原有对象，实现对功能的扩展，使得类之间的耦合度降低，系统更加灵活和可维护。

1. 模式概述

装饰器模式的核心思想是通过创建一个装饰类，包围原有的类，向其添加新的功能。这种方式可以在不改变原有类结构的情况下，增加新的行为。装饰器模式的主要应用场景包括功能扩展、动态添加职责以及需要对现有功能进行额外处理的情况。

2. 实现步骤

要实现装饰器模式，可以按照以下步骤进行：

2.1 创建接口

首先，定义一个通用接口Shape，用于规范所有图形的基本行为。

public interface Shape {
    void draw();
}

2.2 实现接口的具体类

接下来，实现接口Shape的具体类，如Rectangle和Circle。

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

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

2.3 创建抽象装饰类

然后，创建一个抽象装饰类ShapeDecorator，继承Shape接口，并包含一个引用用于装饰的目标对象。

public abstract class ShapeDecorator implements Shape {
    protected Shape decoratedShape;
    public ShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        this.decoratedShape = decoratedShape;
    }
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
    }
}

2.4 实现具体装饰类

基于ShapeDecorator，创建具体的装饰类，如RedShapeDecorator，实现额外的功能。

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {
    public RedShapeDecorator(Shape decoratedShape) {
        super(decoratedShape);
    }
    @Override
    public void draw() {
        decoratedShape.draw();
        setRedBorder(decoratedShape);
    }
    private void setRedBorder(Shape decoratedShape) {
        System.out.println("Border Color: Red");
    }
}

2.5 使用装饰器

最后，使用RedShapeDecorator来装饰具体的图形对象。

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

3. 优点与缺点

• 优点：装饰器模式能够在不修改原有类的情况下，动态地增加功能。装饰类和被装饰类可以独立开发和维护，系统结构更加灵活。
• 缺点：当需要多次装饰时，可能会导致逻辑复杂度增加，难以调试和维护。

4. 应用场景

• 需要在不修改现有类的情况下扩展功能。
• 需要对现有功能进行额外处理或包装。

通过以上步骤，可以清晰地看到装饰器模式的应用场景和实现方式。这种模式在软件设计中广泛应用，能够有效提升系统的灵活性和可维护性。

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