设计模式：装饰器模式

装饰器模式概述

装饰器模式，也称为包装器模式，指在不改变原有对象的基础上，动态给一个对象添加一个额外的职责。

使用场景：

• 用于扩展一个类的功能，或者给一个类添加职责
• 动态给一个对象添加功能，这些功能可以动态地被撤销
• 需要为一些平行的兄弟类改装功能

场景一

星巴克里面卖多种饮料，拿铁，咖啡，每一种饮料都有自己的价格。

为解决需求,设计一个饮料抽象类：

public abstract class Beverage {

    private String name;
    
    private int cost;

    public void setName() {
        this.name = "饮料";
    }

    String getName() {
        return name;
    }

    Beverage(String name) {
        this.name = name;
    }

    //价格
    public int cost(){
        return cost;
    }
}

具体饮料：拿铁和咖啡继承饮料抽象

public class Coffee extends Beverage{

    public Coffee() {
        super("咖啡");
    }

    @Override
    public int cost() {
        return 10;
    }
}

public class Latte extends Beverage{

    public Latte() {
        super("拿铁");
    }

    @Override
    public int cost() {
        return 12;
    }
}

测试：

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new Coffee();
        Beverage beverage2 = new Latte();

        System.out.println(beverage.getName()+" : "+beverage.cost());
        System.out.println(beverage2.getName()+" : "+beverage2.cost());
    }

场景二

现在需求变化了，现在星巴克不仅有拿铁，咖啡，可能在拿铁和咖啡中加入巧克力，糖，坚果，花生等调料，并且每份调料分别计算价格。

那我们可以创建出 巧克力拿铁、糖拿铁、坚果拿铁、花生拿铁、巧克力糖拿铁、巧克力花生拿铁等等类，会造成类爆炸的情况，996程序员也写不完，007也难，并且每加一种调料，工作量也是成倍增加。

所以我们改进写法：

把每一份调料作为成员变量放入饮料中。修改饮料类：

public abstract class Beverage {

    private boolean chocolate = false;//巧克力

    private boolean sugar  = false;//糖

    private boolean nut  = false;//坚果

    private boolean peanut  = false;//花生

    private String name;

    private int cost;

    public void setName() {
        this.name = "饮料";

    }

    String getName() {
        if(this.chocolate){
            name = name + "+巧克力";
        }
        if(this.sugar){
            name = name + "+糖";
        }
        if(this.nut){
            name = name + "+坚果";
        }
        if(this.peanut){
            name = name + "+花生";
        }
        return name;
    }

    Beverage(String name) {
        this.name = name;
    }

    //价格
    public int cost(){
        if(this.chocolate){
            cost = cost + 2;
        }
        if(this.sugar){
            cost = cost + 3;
        }
        if(this.nut){
            cost = cost + 4;
        }
        if(this.peanut){
            cost = cost + 5;
        }
        return cost;
    }

    public void setChocolate(boolean chocolate) {
        this.chocolate = chocolate;
    }

    public void setSugar(boolean sugar) {
        this.sugar = sugar;
    }

    public void setNut(boolean nut) {
        this.nut = nut;
    }

    public void setPeanut(boolean peanut) {
        this.peanut = peanut;
    }
}

以咖啡类为例，修改cost方法：

public class Coffee extends Beverage {

    public Coffee() {
        super("咖啡");
    }

    @Override
    public int cost() {
        return 10 + super.cost();
    }
}

测试：

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new Coffee();
        beverage.setChocolate(true);
        beverage.setNut(true);

        System.out.println(beverage.getName()+" : "+beverage.cost());
    }

需求我们完美实现了，饮料类中加多份调料，并计算出价格。

场景三

• 业务一：随着星巴克业务的变化和客户的需求，需要加入奶油这一调料。我们这时候势必需要修改饮料类的cost方法和getName方法，而我们作为客户端是不能修改代码的，这违反了开闭原则。
• 业务二：有的客户需要在咖啡中加入两份巧克力，两份巧克力总不能和一份的一样价钱吧！而我们写的成员变量作为布尔值，无法体现出同一调料的数量，势必需要改变源代码以适应新的需求，又违反开闭原则。

这时候，救世主“装饰器模式”诞生了！

重新修改饮料类，不再需要各种调料判断：

public abstract class Beverage {

    private String name;

    private int cost;

    public void setName() {
        this.name = "饮料";

    }
    String getName() {

        return name;
    }

    Beverage(String name) {
        this.name = name;
    }

    //价格
    public abstract int cost();
}

并抽象出调料类：

//调料
public abstract class Seasoning extends Beverage{//1.继承Beverage

    protected Beverage beverage;//2.需要有一个Beverage的成员变量

    Seasoning(Beverage beverage) {//3.构造器需要依赖Beverage父类
        super("调料");
        this.beverage = beverage;
    }
}

写两个调料的实现类：巧克力和糖（花生类和坚果类不写了）

public class Chocolate extends Seasoning{

    private int cost = 2;

    Chocolate(Beverage beverage){
        super(beverage);
    }

    @Override
    public int cost() {
        return beverage.cost() + this.cost;
    }

    @Override
    String getName() {
        return beverage.getName() + "+巧克力";
    }
}

public class Sugar extends Seasoning{

    private int cost = 3;

    Sugar(Beverage beverage) {
        super(beverage);
    }

    @Override
    public int cost() {
        return beverage.cost() + this.cost;
    }

    @Override
    String getName() {
        return beverage.getName() + "+糖";
    }
}

测试：

    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage ;
        beverage  = new Coffee();

        beverage = new Sugar(beverage);//这里一层装饰一层（包粽子一样）
        beverage = new Chocolate(beverage);
        beverage = new Sugar(beverage);
        beverage = new Chocolate(beverage);
        beverage = new Chocolate(beverage);

        System.out.println(beverage.getName()+" : "+beverage.cost());
    }

测试结果：

这里，我们实现了上述需求。以后无论增加什么调料或者饮料，我们都只需要继承Seasoning或者Beverage，调料如何加，加几份，我们也能实现，并且无需修改源码。上述就是装饰器模式的具体实现。

装饰器模式可以灵活扩展，但所有类都来自同一个祖宗Beverage。

uml类图：

装饰器模式的通用写法

//抽象组件
public abstract class Component {
    public abstract void operation();
}

//装饰器抽象
public abstract class Decorator extends Component{

    protected Component component;

    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }

    public void operation(){
        component.operation();
    }
}

//具体组件
public class ConcreteComponent extends Component{
    @Override
    public void operation() {
        System.out.println("ConcreteComponent operation");
    }
}

//具体装饰器
public class ConcreteDecorator extends Decorator{
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }

    public void operation(){
        System.out.println("first");
        super.operation();
        System.out.println("last");
    }
}

测试：

    public static void main(String[] args) {
        Component component = new ConcreteDecorator(new ConcreteComponent());
        component.operation();
    }

jdk中的装饰器模式

jdk中的io相关的流所用的就是最明显的装饰器模式。InputStream就是我们上述的饮料，而FilterInputStream就是我们上述的调料。