【设计模式】装饰者模式

一、前言

　　接着继续品读设计模式，下面介绍装饰者模式，装饰者模式在JAVA中的应用相当的广泛，如JAVA IO框架就是装饰者模式的典型应用，当时最开始使用JAVA IO时，简直是一团雾水，不明白读文件为什么需要用到这么多类，觉得很复杂，后来看了装饰者模式之后，再来看JAVA IO，则简单多了。下面，就一起来学习装饰者模式。

二、装饰者模式定义

　　定义：装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

　　从定义可以看出，对象的责任与对象是分离的，责任可以动态的加载到对象上，而不是将责任具体的绑定在对象上，这样，会使得对对象的扩展更加灵活和有弹性。

　　装饰者模式的典型类图如下

　　说明：对类图的说明如下

　　Component表示组件，每个组件可以单独使用，或者而被装饰者包起来使用。

　　ConcreteComponent表示具体组件，是动态加上新行为的对象，扩展自Component。

　　Decorator表示装饰者的父类（父接口），所有具体的装饰者都继承（实现）自该父类（父接口），该类可以实现一系列装饰者的行为，利于代码的复用，并且有一个Component类型的实例变量。

　　ConcreteDecorator表示具体的装饰者，其可以加上新的方法，新行为是通过在旧行为前面后者后面做一些计算来添加的，其继承自Decorator。

三、示例说明

　　假设如下场景，当我们去食堂吃饭的时候，首先会先点一份主食，然后再点几个配菜，然后根据你点的食物，刷饭卡结账（阿姨心算的），最后美滋滋的吃饭。在这样的一种情景下，对于如何求得主食加上配菜的总价，可以采用装饰者模式来做，非常简单和高效。

　　下面是我们设计的类图。

　　说明：食堂供应的主食有白米饭、面条、馒头。菜有鸡腿、鱼、白菜、土豆等等，觉得菜不够可以继续加。所有的类都是Food（食物）的子类

　　3.1 v1.0

　　有了类图，下面开始编码。

　　Food　　

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public abstract class Food {
    protected String description = "Unknown food";
    protected int number;
    
    public abstract double price();
    public String getDescription() {
        return description;
    }
}

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　　Rice

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Rice extends Food {    
    
    public Rice(int number) {
        this.number = number;
        description = this.number + " Rice";
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 0.2;
    }
}

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　　Noodle　

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Noodle extends Food {    
    
    public Noodle(int number) {
        this.number = number;
        this.description = this.number + " Noodle";
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 3.0;
    }
}

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　　SteamedBread

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class SteamedBread extends Food {
    
    public SteamedBread(int number) {
        this.number = number;
        description = this.number + " SteamedBread";
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 0.2;
    }
}

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　　Course

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public abstract class Course extends Food {
    protected Food food;
    
    @Override
    public abstract String getDescription(); 
}

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　　Chicken

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Chicken extends Course {
    public Chicken(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return food.getDescription() + ", " + this.number + " Chicken";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 5 + food.price();
    } 
}

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　　Fish

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Fish extends Course {
    public Fish(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return food.getDescription() + ", " + this.number + " Fish";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 5 + food.price();
    } 
}

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　　Cabbage

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Cabbage extends Course {
    public Cabbage(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return food.getDescription() + ", " + this.number + " Cabbage";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 5 + food.price();
    } 
}

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　　Potato

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Potato extends Course {
    public Potato(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return description + ", " + this.number + " Potato";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 5 + food.price();
    } 
}

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　　Main（用作测试）　

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Food food = new Rice(3);
        food = new Chicken(food, 1);
        food = new Fish(food, 1);
        food = new Cabbage(food, 1);
        System.out.println("description is " + food.getDescription());
        System.out.println("total price is " + food.price());        
    }
}

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　　运行结果

description is 3 Rice, 1 Chicken, 1 Fish, 1 Cabbage
total price is 15.6

　　说明：点了3两米饭，1个鸡腿，一条鱼，一份白菜，总共花费了15.6元。

　　此时，点任意的菜品和主食，都可以轻易算出总共花费多少钱。

　　若此时，点了饭菜之后发现食堂已经没有地方坐了，需要打包带走，也就是需要加上一个纸碗和塑料袋，那么如何对系统进行扩展呢？

　　3.2 v2.0

　　下面对已有的类图进行扩展如下

　　说明：新增了一个Adds类，其是纸碗和塑料袋的父类，代码如下

　　Adds

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public abstract class Adds extends Food {
    protected Food food;
    
    @Override
    public abstract String getDescription(); 
}

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　　PaperBowl

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class PaperBowl extends Adds {
    public PaperBowl(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return food.getDescription() + ", " + this.number + " PaperBowl";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 0.3 + food.price();
    } 
}

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　　PlasticBag

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class PlasticBag extends Adds {
    public PlasticBag(Food food, int number) {
        this.food = food;
        this.number = number;
    }
    
    @Override
    public String getDescription() {
        return food.getDescription() + ", " + this.number + " PlasticBag";
    } 
    
    @Override
    public double price() {
        return number * 0.2 + food.price();
    } 
}

View Code

　　Main（用作测试）　　

package com.hust.grid.leesf.decorator;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Food food = new Rice(3);
        food = new Chicken(food, 1);
        food = new Fish(food, 1);
        food = new Cabbage(food, 1);
        food = new PaperBowl(food, 1);
        food = new PlasticBag(food, 1);
        System.out.println("description is " + food.getDescription());
        System.out.println("total price is " + food.price());        
    }
}

View Code

　　运行结果

description is 3 Rice, 1 Chicken, 1 Fish, 1 Cabbage, 1 PaperBowl, 1 PlasticBag
total price is 16.1

　　说明：此时，还是如上的饭菜，但是需要打包带走，所以添加了一个纸碗和塑料袋，也可以轻易的算出总共花了多少钱。

四、总结

　　装饰者模式在的应用很广泛，当理解了该模式之后，分析JDK IO的源码将会变得相对简单，该模式在生活中也有很多应用，多思考，多总结，所有源代码已经上传至github，欢迎fork，谢谢各位园友的观看~