设计模式之装饰者模式

　　装饰者（Decorator）模式就是在不修改任何底层代码的情况下，给对象赋予新的职责。

　　装饰者模式又称包装模式，即：在真实对象的外层包装一层层新的职能。

　　装饰者模式主要采用组合的方式拓展对象的行为，是给爱用继承的人一个全新的设计眼界。（继承是在编译时静态决定对象的行为，而组合是在运行时动态地扩展对象的行为。）

　　需要格外注意的是：装饰者与被装饰者必须是同一个类型，即：具有相同的超类。【这里通过继承实现类型匹配】

　　装饰者模式包含四个角色：抽象目标组件，具体目标组件，抽象装饰者，具体装饰者。其中，目标组件就是需要被装饰的对象。

1.抽象目标组件（Component）

　　目标组件的抽象类，是所有装饰者与具体组件的超类。这是为了保持组件被装饰后，返回的对象类型保持不变。

public abstract class Beverage {

    protected String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract BigDecimal cost();
}

2.具体目标组件

　　需要赋予新权限的组件。

public class DarkRoast extends Beverage{

    public DarkRoast() {
        description = "Dark Roast";
    }
    
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        //定义深焙饮料的价格
        return new BigDecimal(0.25);
    }

}

3.抽象装饰者

//需要在饮料中添加的调味品
//具有两个抽象方法：getDescription()、cost()
public abstract class Condiment extends Beverage {

    public abstract String getDescription();

}

4.具体装饰者

public class Mocha extends Condiment{

    private Beverage beverage;
    
    public Mocha(Beverage beverage) {
        super();
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
　　　　　//在原有饮料的描述中增添添加剂的描述
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }

    @Override
    public BigDecimal cost() {
        //返回饮料加上添加剂的总价。0.6是摩卡添加剂的价格
        return new BigDecimal(0.6).add(beverage.cost()).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    }

}

public class Whip extends Condiment{

    private Beverage beverage;
    
    public Whip(Beverage beverage) {
        super();
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return  beverage.getDescription() + ", Whip";
    }

    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal(0.5).add(beverage.cost()).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    }

}

5.Demo

public class BeverageDemo {

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new DarkRoast();
        System.out.println(beverage.getDescription() +" : " + beverage.cost());
        
        
        //use mocha & whip to decorate dark-roast.
        beverage = new Mocha(beverage);
        beverage = new Whip(beverage);
        System.out.println(beverage.getDescription() +" : " + beverage.cost());
        /*Log:
         * Dark Roast : 0.25
         * Dark Roast, Mocha, Whip : 1.35*/
    }
}

6.备注

　　装饰模式是针对抽象组件（Component）类型编程。但是，如果你要针对具体组件编程时，就应该重新思考你的应用架构，以及装饰者是否合适。当然也可以改变Component接口，增加新的公开的行为，实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。

 

     装饰模式会导致设计中出现许多小类，如果过度使用，会使程序变得很复杂。【可以通过工厂模式和生成器模式进行优化】

 

7.拓展

    7.1  如果只有一个Concrete Component类而没有抽象的Component接口时，可以让Decorator继承Concrete Component。

    7.2  如果只有一个Concrete Decorator类时，可以将Decorator和Concrete Decorator合并。

 

8.使用场景

    8.1 需要扩展一个类的功能，或给一个类添加附加职责。

    8.2 需要动态的给一个对象添加功能，这些功能可以再动态的撤销。

    8.3 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能，从而使继承关系变的不现实。

    8.4 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

 

9. 补充

　　Java I/O是装饰者模式的典型例子。

10. 参考资料

    10.1 O'Reilly：《Head First设计模式》

    10.2 百度百科 ： 《装饰者模式》