gof-decorator

1 行での概要

オブジェクトを、同じインターフェースを共有して機能を追加する別のオブジェクトで包みます。元のオブジェクトを変更せず、実行時に任意の組み合わせで追加できます。

このスキルを使う場面

• クラスに直交する拡張が N 個必要な場合（コーヒーにミルク、砂糖、フォーム、シロップなどを任意に組み合わせて加えるなど）。サブクラス化では N! 個のバリエーションが必要になりますが、デコレーターなら小さなラッパーを N 個作るだけです。
• Java の I/O ストリーム（BufferedReader(InputStreamReader(FileInputStream(...)))）は、教科書に載るような現実世界の例です。
• 既存のオブジェクトのコードに手を加えず、ロギング、キャッシュ、検証、レート制限などの横断的関心事を追加する場合。

このスキルを使わない場面

• 拡張同士が直交していない場合（ミルクを加える前に砂糖を加える必要があるなど）。デコレーターでは順不同で合成できるため、順序が重要なら隠れた結合が生じています。
• 拡張が 1 つしかなく、2 つ目も見込まれない場合。サブクラス化やフラグの方がシンプルです。
• ラッパーが振る舞いだけでなくインターフェースも変更する場合。その場合は gof-adapter を使います。

中核となる内容

構造は 2 つの要素から成ります。

• 「コア」オブジェクトとすべてのデコレーターが共有する共通インターフェース（または抽象クラス）。
• 各デコレーターは、同じインターフェースを持つ「ラップされた」インスタンスへの参照を保持し、その呼び出しを転送します。必要に応じて、前後に処理を追加できます。

合成は外側から内側へと読みます。Foam(Milk(Espresso)) は「エスプレッソにミルクを加え、その後フォームを加える」という意味です。クライアントが使うのは最外側のデコレーターです。

「オープン・クローズドの原則」が標準的な動機です。クラスは拡張に対して開かれ、変更に対して閉じられるべきです。デコレーターはサブクラス化ではなく合成によって拡張を実現します。

判断のヒント

• コアクラス内に if (hasMilk) … if (hasSugar) … if (hasFoam) … と書くことになるなら、デコレーターによって各関心事を独立した型に分けられます。
• 各デコレーターが追加する関心事は1 つにしてください。デコレーターが 2 つのことをするなら、分割してください。
• ラップする順序が、外側から内側への実行順序になります。意図的に決め、その順序をテストしてください。

アンチパターン

• 「デコレーターのごった煮」 — 関心事が重複する小さなデコレーターが多数あり、実際の呼び出しチェーンを把握しにくくなります。
• 契約を変更するデコレーター（ラップ対象のオブジェクトが返さない場面で null を返すなど） — 呼び出し元をひそかに破壊します。
• 「デコレーターは余計なものを加えたサブクラスにすぎないから」と、結局は継承を使って振る舞いを追加すること — デコレーターを使う意味がなくなります。

注意点：デコレーターはラップ対象の型ではありません

デコレーターが実装するのは、ラップ対象の具体クラスではなく、そのインターフェースです。そのため、デコレーターはラップ対象の具体型の is / instanceof チェックでは false になります。たとえその型と同じように振る舞うとしても、です。

val loggedRepo: Repository = LoggingRepository(DefaultRepository())
loggedRepo is Repository           // true
loggedRepo is DefaultRepository    // false — even though it wraps one
loggedRepo is LoggingRepository    // true

デコレーターチェーンを「通して」実行時の型チェックを行うと、この問題に直面します。「基になるオブジェクトは X 型か」と尋ねたくなったなら、すでに抽象化が漏れています。チェーンをインターフェース経由で扱うか、構造を見直してください。

関連項目

• gof-adapter — 振る舞いだけでなくインターフェースを変更するラッパーを使う場合。
• gof-proxy — 同じ構造ですが、目的は異なります（プロキシはアクセスを制御し、デコレーターは振る舞いを追加します）。
• gof-composite — デコレーターとコンポジットは構造的に近く、どちらもラップし、再帰的に呼び出しを転送します。
• gof-kotlin-idioms — Kotlin の by キーワード（クラス委譲）を使うと、デコレーターを 1 行で書けます。

参考資料

• Head First Design Patterns（第 2 版）、第 3 章（「オブジェクトを装飾する：デコレーターパターン」） — Starbuzz コーヒーの代表的な例と Java I/O の解説。
• Kotlin Design Patterns and Best Practices（Alexey Soshin）、第 3 章 — デコレーターについて。「デコレーターデザインパターンの注意点」の節では、上記の is チェックに関する注意点の動機が説明されています。