10. 设计模式-装饰者模式

设计模式-装饰者模式

1. 案例引出装饰者模式

星巴克咖啡订单项目

1. 咖啡种类：Espresso(意大利浓咖啡)、LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡)
2. 调料：Milk、Chocolate。
3. 要求在扩展新的咖啡种类时，具有良好的扩展性、改动方便、维护方便
4. 使用 OO 的来计算不同种类咖啡的费用: 客户可以点单品咖啡，也可以单品咖啡+调料组合。
5. 传统实现方式如下：

传统实现方式分析：

1. Drink 是一个抽象类，表示抽象饮料。
2. description 就是对咖啡的描述, 比如咖啡的名字、受欢迎程度等
3. cost() 方法就是计算费用，Drink 类中做成一个抽象方法.
4. Decaf 就是单品咖啡， 继承 Drink, 并实重写 cost方法。
5. Espress && Milk 就是单品咖啡+调料， 这个组合很多
6. 问题： 这样设计会有很多类，当我们增加一个单品咖啡 ， 或者一个新的调料 ， 类的数量就会倍，就会出现类爆炸。

改进传统方案：

1. 前面分析到传统方案 因为咖啡单品+调料组合会造成类的倍增，因此可以做改进，将调料内置到 Drink 类，这样就不会造成类数量过多。从而提高项目的维护性：
2. 说明: milk,chocolate 可以设计为 Boolean,表示是否要添加相应的调料。
3. 
4. 改进后解决星巴克咖啡订单问题的方案分析
   1. 改进后可以控制类的数量，不至于造成很多的类
   2. 在增加或者删除调料种类时，代码的维护量很大
   3. 考虑到用户可以添加多份 调料时，可以将 hasMilk 返回一个对应 int
   4. 下面我们看一下设计模式中的装饰模式，见识一下它的力量…

2. 装饰者模式

2.1 装饰者模式定义

1. 装饰者模式： 动态的将新功能附加到对象上。在对象功能扩展方面，它比继承更有弹性， 装饰者模式也体现了开闭原则(ocp)。
2. 这里提到的动态的将新功能附加到对象和 ocp 原则，在后面的应用实例上会以代码的形式体现。

2.2 装饰者模式原理

装饰者模式就像打包一个快递

• 主体：比如：陶瓷、衣服，是被装饰者 Component

• 包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板，是装饰着Decorator

1. Component 主体：比如类似前面的 Drink
2. ConcreteComponent 和 Decorator
   1. ConcreteComponent：具体的主体，比如前面的各个单品咖啡
   2. Decorator: 装饰者，比如各调料.
3. 在如图的 Component 与 ConcreteComponent 之间，如果 ConcreteComponent 类很多,还可以设计一个缓冲层，将共有的部分提取出来，抽象层一个类。

2.3 装饰者模式解决星巴克咖啡订单问题

2.4 代码实现

结合着上图来看：

抽象类Drink以及其子类

// 抽象类Drink
public abstract class Drink {
	// 描述
	public String des; 
    // 价格
	private float price = 0.0f;
    
	public String getDes() {
		return des;
	}
	public void setDes(String des) {
		this.des = des;
	}
	public float getPrice() {
		return price;
	}
	public void setPrice(float price) {
		this.price = price;
	}
	
	//计算费用的抽象方法
	//子类来实现
	public abstract float cost();	
}

// 缓冲层Coffee
public class Coffee  extends Drink {

	@Override
	public float cost() {
		return super.getPrice();
	}
}

// 具体的单品咖啡ShortBlack
public class ShortBlack extends Coffee{
	
	public ShortBlack() {
		setDes(" shortblack ");
		setPrice(4.0f);
	}
}

// 具体的单品咖啡LongBlack
public class LongBlack extends Coffee {

	public LongBlack() {
		setDes(" longblack ");
		setPrice(5.0f);
	}
}

装饰者Decorator着及其子类☆

关键体现在Decorator这个类中：

1. Decorator继承Drink类
2. Decorator聚合Drink类
3. Decorator组合Drink类

// 装饰者
public class Decorator extends Drink {
    // 聚合
	private Drink obj;
	
    // 组合
	public Decorator(Drink obj) { 
		this.obj = obj;
	}
	
	@Override
	public float cost() {
		// getPrice 自己价格
		return super.getPrice() + obj.cost();
	}
	
	@Override
	public String getDes() {
		// obj.getDes() 输出被装饰者的信息
		return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
	}
}


//具体的Decorator， 这里就是调味品Chocolate
public class Chocolate extends Decorator {

	public Chocolate(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 巧克力 ");
		setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
	}

}

//具体的Decorator， 这里就是调味品Milk
public class Milk extends Decorator {
	public Milk(Drink obj) {
		super(obj);
		// TODO Auto-generated constructor stub
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f); 
	}
}

测试星巴克咖啡下单

装饰者模式下的订单：2份巧克力+ 1份牛奶的LongBlack

public class CoffeeBar {

	public static void main(String[] args) {
		// 装饰者模式下的订单：2份巧克力+一份牛奶的LongBlack

		// 1. 单点一份 LongBlack
		Drink order = new LongBlack();
		System.out.println("费用1=" + order.cost());
		System.out.println("描述=" + order.getDes());

		// 2. 订单 order 加入一份牛奶
		order = new Milk(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());

		// 3. 订单 order 加入一份巧克力

		order = new Chocolate(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());
	}
}

3. 装饰者模式在 JDK IO源码体现分析

Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者，源码如下，通过源码我们发现FilterInputStream与我们之前的Decorator有以下相同特征：

1. FilterInputStream装饰者继承InputStream
2. FilterInputStream装饰者聚合InputStream
3. FilterInputStream装饰者组合InputStream

public class FilterInputStream extends InputStream {
    /**
     * 要过滤的输入流。这里使用聚合
     */
    protected volatile InputStream in;

    /**
     * 通过将参数赋值给字段this来创建FilterInputStream。以便记住以后使用。
     * 
     */
    protected FilterInputStream(InputStream in) {
        this.in = in;
    }
    // ...
}

下面是JDK IO源码InputStram中的源码的UML类图，你只要了解FilterInputStream类与抽象类InputStream之间的关系（继承，组合，聚合），然后就很容易理解了。

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