Декоратор (шаблон проектирования)

Декоратор () — структурный шаблон проектирования, предназначенный для динамического подключения дополнительного поведения к объекту. Шаблон Декоратор предоставляет гибкую альтернативу практике создания подклассов с целью расширения функциональности.

Основные характеристики

Задача 
Объект, который предполагается использовать, выполняет основные функции. Однако может потребоваться добавить к нему некоторую дополнительную функциональность, которая будет выполняться до, после или даже вместо основной функциональности объекта.

Способ решения 
Декоратор предусматривает расширение функциональности объекта без определения подклассов.

Участники 
Класс ConcreteComponent — класс, в который с помощью шаблона Декоратор добавляется новая функциональность. В некоторых случаях базовая функциональность предоставляется классами, производными от класса ConcreteComponent. В подобных случаях класс ConcreteComponent является уже не конкретным, а абстрактным. Абстрактный класс Component определяет интерфейс для использования всех этих классов.

Следствия 
 Добавляемая функциональность реализуется в небольших объектах. Преимущество состоит в возможности динамически добавлять эту функциональность до или после основной функциональности объекта ConcreteComponent.
 Позволяет избегать перегрузки функциональными классами на верхних уровнях иерархии
 Декоратор и его компоненты не являются идентичными

Реализация 
Создаётся абстрактный класс, представляющий как исходный класс, так и новые, добавляемые в класс функции. В классах-декораторах новые функции вызываются в требуемой последовательности — до или после вызова последующего объекта.

При желании остаётся возможность использовать исходный класс (без расширения функциональности), если на его объект сохранилась ссылка.

Замечания и комментарии 
 Хотя объект-декоратор может добавлять свою функциональность до или после функциональности основного объекта, цепочка создаваемых объектов всегда должна заканчиваться объектом класса ConcreteComponent.
 Базовые классы языка Java широко используют шаблон Декоратор для организации обработки операций ввода-вывода.
 И декоратор, и адаптер являются обёртками вокруг объекта — хранят в себе ссылку на оборачиваемый объект и часто передают в него вызовы методов. Отличие декоратора от адаптера в том, что адаптер имеет внешний интерфейс, отличный от интерфейса оборачиваемого объекта, и используется именно для стыковки разных интерфейсов. Декоратор же имеет точно такой же интерфейс, и используется для добавления функциональности.
 Для расширения функциональности класса возможно использовать как декораторы, так и стратегии. Декораторы оборачивают объект снаружи, стратегии же вставляются в него внутрь по неким интерфейсам.
 Недостаток стратегии: класс должен быть спроектирован с возможностью вставления стратегий, декоратор же не требует такой поддержки.
 Недостаток декоратора: он оборачивает ровно тот же интерфейс, что предназначен для внешнего мира, что вызывает смешение публичного интерфейса и интерфейса кастомизации, которое не всегда желательно.

Применение шаблона 
Драйверы-фильтры в ядре Windows (архитектура WDM (Windows Driver Model)) представляют собой декораторы. Несмотря на то, что WDM реализована на не-объектном языке Си, в ней чётко прослеживаются паттерны проектирования — декоратор, цепочка обязанностей, и команда (объект IRP).

Архитектура COM (Component Object Model) не поддерживает наследование реализаций, вместо него предлагается использовать декораторы (в данной архитектуре это называется «агрегация»). При этом архитектура решает (с помощью механизма pUnkOuter) проблему object identity, возникающую при использовании декораторов — identity агрегата есть identity его самого внешнего декоратора.

Примеры

Kotlin

Ruby

Java

C#

C++

D

Python 
Ниже — пример реализации шаблона проектирования. В Python существуют декораторы функций и классов, концепция которых отличается от концепции шаблона проектирования.

PHP

PHP 5

CoffeeScript

JavaScript

VB.NET

Delphi 
Языки Delphi и Free Pascal поддерживают class helpers, которые делают ненужным использование шаблона декоратор.

Swift

Литература

Примечания

Ссылки 
 Паттерн Decorator (Декоратор) — назначение, описание, особенности и реализация на C++.

Шаблоны проектирования
Структурные шаблоны проектирования
Статьи с примерами кода Ruby