设计模式之装饰者模式

装饰者模式

概述

装饰模式（decorator）：表示动态的给一个对象添加一些新的功能（利用子类继承父类也可以实现），但是比生成子类方式更灵活。

也叫装饰者模式或者装饰器模式。在理解装饰者模式最重要的就是理解组合和委托的两种思想，我们平时遇到的装饰者模式有IO集合、Android中的view等。

UML

- Component：定义一个对象接口，可以给这些对象动态添加职责。真实对象和装饰者对象有相同的接口，这样客户端不用知道内部有装饰者对象（Decorator）存在的，还是以之前处理真实对象的相同方式来和装饰者对象交互。

• ConcreteComponent：是定义了一个具体的对象（例如：人），也可以给这个对象添加一些其他职责。
• Decorator：装饰抽象类，继承了Component，从外类来扩展Component类的功能，但对Component来说，是无需知道Decorator的
• ConcreteDecorator：就是具体的装饰对象了（衣服，鞋子..），它起到了给Component添加职责的功能。

使用场景

• 需要透明且动态的扩展类的功能时
• 实例
  • IO中输入流和输出流
  • Swing包中图形界面构件功能
  • Servlet API中提供了一个request对象的Decorator设计模式的默认实现类HttpServletRequestWrapper,增强了request对象的功能。
  • Struts2中，request，response，session对象的处理。

示例

一杯主饮料（Beverage）需要加入各种调料，比如蒸奶、豆浆、摩卡、奶泡等，最后需要算出加入调料后饮料的价格。

• 如果只是几种固定的饮料进行组合和搭配那么容易实现，但是这些都是动态随机的，并且可能以后会有更多的新饮料。那么如何进行动态的组合呢？
• 如果使用组合的方式，效果会如何？

用装饰者构造饮料

以装饰者的思想构建饮料可以理解为：将饮料作为一个主体，调料作为装饰，主体和装饰是分离的，装饰可以以任何顺序和数量动态添加到主体上。也体现出组合的效果，不用在现有的代码上做任何修改，只需要添加新功能就可以（不用改变主饮料，按需求意愿添加调料），组合效果如图

装饰者可以一层层的把主体包裹起来，那么装饰者（两种调料Mocha和Soy）和主体（一种叫HouseBlend的咖啡）的类型应该保持一致。

UML

　　可以看出，装饰者和主体都是Beverage类型，同时beverage可以委托给具体的饮料如Espresso和HouseBlend或者调料Mocha和Soy计算出未被装饰（未加调料）或者装饰后（加调料）的价格cost。这是可以通过继承来实现的。在结构图中Beverage和CondimentsDecorator都是虚类来控制必须实现的方法。

代码实现

这里只写了两个主体和两个调料，其实自己可以测试更多的主体饮料和多种调料的自由组合，在实际中肯定不止这几个类，那么弄清楚装饰者模式的结构就显得尤为重要。

定义两个虚类：

public abstract class Beverage {
    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
    public abstract String getDescription();
}

两个主体饮料（Espresso和HouseBlend）

public class Espresso extends Beverage {

    public Espresso(){
        description = "Espresso";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}

public class HouseBlend extends Beverage {

    public HouseBlend(){
        description = "HouseBlend";
    }

    @Override
    public double cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return 0.89;
    }
}

两种调料（Mocha和Soy）

public class Mocha extends CondimentDecorator {

    Beverage beverage;

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

    @Override
    public String getDescription() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }

    @Override
    public double cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return beverage.cost() + 0.20;
    }
}

public class Soy extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Soy(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return beverage.getDescription() + " ,Soy";
    }

    @Override
    public double cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return beverage.cost() + 0.30;
    }
}

测试类

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new Espresso();
        //任何调料都不加
        System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());

        Beverage beverage2 = new HouseBlend();
        beverage2 = new Mocha(beverage2);
        beverage2 = new Soy(beverage2);
        //加Mocah和Soy
        System.out.println(beverage2.getDescription() + " $" + beverage2.cost());
    }
}

优缺点

优点：

• 扩展功能强，相比继承来说更灵活。继承的话会导致子类个数增加。而装饰者模式不会出现这种情况。
• 可以对一个对象进行多次装饰，创造出不同行为的组合，得到功能更加强大的对象。
• 具体构建类和具体装饰类可以独立变化，用户可以根据需要自己增加新的构件子类和具体装饰类。

缺点：

• 产生很多小对象，大量小对象会占据内存。一定程度上影响了性能
• ​ 装饰模式易于出错，调试排查比较麻烦。

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