设计模式-装饰器

装饰器

概念

动态的将职责附加到对象上。对于某类对象的功能扩展来讲，装饰模式比继承更有弹性。

运行时期的扩展远比编译期的继承威力大。

UML类图

 

 UML类图说明

1）每个组件都可以单独使用，或者被装饰者包裹起来使用

2）每个装饰者(ConcreteDecoratorA, ConcreteDecoratorB)都有一个实例变量用以保存某个Component的引用

3）Decorator可以是装饰者共同实现的接口或抽象类

4）ConcreteComponent扩展自Component，是我们将要动态添加新行为的对象

5）装饰者可以扩展Component的状态

6）Component记录所装饰的事物即装饰者包裹着的Component

7）装饰者可以添加新的方法，新行为是通过在旧行为前面或后面做一些计算来添加的

案例

星巴兹是一家连锁咖啡店，它们的订单系统如下

实现说明

1）Beverage是一个抽象类，店内的所有饮料都必须继承此类

2）description这个实例变量由子类来设置，利用getDescription返回此变量内容

3）每个子类实现cost()来返回饮料的价格

需求变更：购买咖啡时，也可以添加各种调料，如蒸奶、豆浆等，星巴兹会根据加入的调料收取不同的费用

实现1：

增加类来满足需求的变更，比如，HouseBlendWithStemedMilk, HouseBlendWithStemedMilkandMocha等待

分析：

　　　这简直是个类爆炸，制造了一个维护噩梦，每新增一种调料，就要新增一个或多个类来满足需求，

　　　如果牛奶的价格上涨怎么办？

　　　并且者也违反了两个原则：多用组合，少用继承；封装变化

实现2：

利用实例变量和继承来追踪这些调料

实现说明

1）超类cost()用于计算所有调料的价格，子类覆盖超类的cost()方法，把指定的饮料类型的价格加进来

2）子类中的每个cost()方法需要计算饮料的价格，然后通过调用父类的cost()实现加入调料的价格

分析：

　　

　　这种方法有潜在的问题

　　调料价格的改变会使我们改变现有的代码

　　　　　　V

　　一旦新的调料出现，我们不仅要在超类中添加新的方法，

　　还要在子类中覆盖超类中的cost()方法

　　　　　　V

　　如果以后再开发出新的饮料（比如，冰茶），某些调料可能并不适合，

　　但是冰茶仍将继承那些不适合的方法，比如hasWhip()等

　　　　　　V

　　万一顾客需要双倍mocha怎么办？

使用装饰者模式实现

装饰者小结

1）装饰者和被装饰者对象有相同的超类，即你可以在任何需要的被装饰对象的时候，用装饰者代替它

2）可以用一个或多个装饰者去包装一个对象

3）装饰者可以在被装饰者行为的之前或之后，加上自己的行为已达到特定的目的

4）对象可以在任何时候被装饰，即你可以在运行时动态的、不限量的用你喜欢的装饰者来装饰对象

Java代码实现装饰者模式

Beverage.java

package design.pattern.decorator;

public abstract class Beverage {
    String description = "Unknown beverage";
    
    public String getDescription(){
        return description;
    }
    
    public abstract double cost();
}

CondimentDecorator.java

package design.pattern.decorator;

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

HouseBlend.java

package design.pattern.decorator;

public class HouseBlend extends Beverage {
    
    public HouseBlend() {
        description = "HouseBlend";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.89;
    }

}

DarkRoast.java

package design.pattern.decorator;

public class DarkRoast extends Beverage {

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

    @Override
    public double cost() {
        return 0.99;
    }

}

Decaf.java

package design.pattern.decorator;

public class Decaf extends Beverage {

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

    @Override
    public double cost() {
        return 1.05;
    }

}

Milk.java

package design.pattern.decorator;

public class Milk extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;
    
    public Milk(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.1 + beverage.cost();
    }

}

Mocha.java

package design.pattern.decorator;

public class Mocha extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;
    
    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.2 + beverage.cost();
    }

}

Soy.java

package design.pattern.decorator;

public class Soy extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;
    
    public Soy(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Soy";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.15 + beverage.cost();
    }

}

Whip.java

package design.pattern.decorator;

public class Whip extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;
    
    public Whip(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Whip";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 0.10 + beverage.cost();
    }

}

DecoratorTest.java

package design.pattern.decorator;

public class DecoratorTest {
    public static void main(String[] args) {
        Beverage hb = new HouseBlend();
        hb = new Milk(hb);
        hb = new Mocha(hb);
        System.out.println(hb.getDescription()); //HouseBlend, Milk, Mocha
        System.out.println(hb.cost()); //1.19
    }
}

参考资料：《HeadFirst 设计模式》