设计模式-装饰者模式-以蛋糕装饰为例
超级链接: Java常用设计模式的实例学习系列-绪论
参考：《HeadFirst设计模式》
1.关于装饰者模式
装饰者模式是一种结构型模式。
装饰者模式：动态地给一个对象添加一些额外的职责。
本文以生日蛋糕装饰这一场景来学习装饰者模式：
- 生日蛋糕在制作过程中，可以添加一系列装饰，例如：奶油、水果、饼干等等。
- 每种装饰品都有独特的计量单位，例如：10个饼干、6片水果等等，每种装饰品都有其价格。
- 每种蛋糕的装饰流程更不相同，例如：水果蛋糕装饰流程：蛋糕胚+奶油+水果，奶油蛋糕装饰流程：蛋糕+奶油。
- 在装修完成之后，列出装饰过程及价格。
- 随着市场变化，可能会增减新的装饰品，例如：因价格上涨，暂无饼干可用；新引进了装饰品巧克力。
2.蛋糕抽象类：ICake
无论什么实现方式，对于蛋糕来说都需要一个抽象类，下面的ICake定义了蛋糕的基本操作，如：展示制作过程、显示花费等。
/**
* 生日蛋糕接口
*
* @author hanchao
*/
public interface ICake {
/**
* 展示制作过程
*/
void showMakingProcess();
/**
* 总花费
*/
float getCost();
/**
* 显示花费
*/
void showCost();
}
3.实现方式1：每种蛋糕一个子类
大概思路就是：蛋糕店的每个蛋糕品种，都对应着一个ICake的子类。
子类1：水果蛋糕：FruitCake
/**
* 实现方式1：每种蛋糕一个子类：水果蛋糕
*
* @author hanchao
*/
@Slf4j
public class FruitCake implements ICake {
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
log.info("选取一个蛋糕胚...");
log.info("包裹一层奶油...");
log.info("摆放6片菠萝...");
log.info("摆放6颗草莓...");
}
/**
* 计算总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return 320.99f;
}
/**
* 显示花费
*/
@Override
public void showCost() {
log.info("总价：{}", 320.99f);
}
}
子类2：奶油蛋糕：CreamCake
/**
* 实现方式1：每种蛋糕一个子类：奶油蛋糕
*
* @author hanchao
*/
@Slf4j
public class CreamCake implements ICake {
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
log.info("选取一个蛋糕胚...");
log.info("包裹一层奶油...");
}
/**
* 显示总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return 120.99f;
}
/**
* 显示花费
*/
@Override
public void showCost() {
log.info("总价：{}", 120.99f);
}
}
….
缺点：
这样来看，如果蛋糕店有100种蛋糕，则需要实现100个子类。
这种实现方式的缺点很明显：
实现复杂：几百种蛋糕需要几百个类。复用性低：每种蛋糕类的代码基本不会复用，存在大量重复代码。扩展性差：如果需求发送变化，例如蛋糕胚价格发送变化，则可能修改几百个类。违背设计原则对修改关闭,对扩展放开。
4.实现方式2：所有蛋糕共用一个大类
大概思路就是：所有蛋糕共用一个大类，所有的蛋糕装饰方法如添加奶油、水果等等都放在这个类中。
超级大类：SuperCake
/**
* 实现方式2：所有蛋糕共用一个大类
*
* @author hanchao
*/
@Slf4j
public class SuperCake implements ICake {
/**
* 制作过程
*/
private List<String> processList = new ArrayList<>();
/**
* 价格
*/
private float cost;
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
processList.forEach(log::info);
}
/**
* 显示总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return cost;
}
/**
* 显示花费
*/
@Override
public void showCost() {
log.info("总价：{}", cost);
}
/**
* 选取蛋糕胚
*/
public void selectCake() {
processList.add("选取一个蛋糕胚...");
cost += 30f;
}
/**
* 添加奶油
*/
public void addCream() {
processList.add("包裹一层奶油...");
cost += 10f;
}
/**
* 添加水果
*/
public void addFruit(String name, float price) {
processList.add("摆放" + name + "...");
cost += price;
}
}
缺点：
扩展性差：如果需求发送变化，例如新增一种装饰品巧克力，则必然需要修改SuperCake，违背设计原则对修改关闭,对扩展放开。
5.实现方式3：装饰者模式
首先，需要定义一个装饰者的抽象类。
- 因为装饰行为是
层层包裹的，所以装饰者本身应该与蛋糕是同一类型，及装饰者decorator应该实现ICake。 - 装饰者
decorator的装饰目标是蛋糕本身，所以装饰者decorator应该拥有ICake的成员变量。
根据上述分析，进行编码。
装饰者抽象类：AbstractCakeDecorator
/**
* 蛋糕装饰品
*
* @author hanchao
*/
@Slf4j
public abstract class AbstractCakeDecorator implements ICake {
/**
* 包含一个蛋糕对象
*/
@Getter
private ICake cake;
public AbstractCakeDecorator(ICake cake) {
this.cake = cake;
}
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public abstract void showMakingProcess();
/**
* 总花费
*/
@Override
public abstract float getCost();
/**
* 显示花费
*/
@Override
public void showCost() {
log.info("总价：{}", getCost());
}
}
装饰者实现类：水果装饰：FruitDecorator
/**
* 水果
*
* @author hanchao
*/
@Slf4j
public class FruitDecorator extends AbstractCakeDecorator {
private String fruit;
private float cost;
public FruitDecorator(ICake cake, String fruit, float cost) {
super(cake);
this.fruit = fruit;
this.cost = cost;
}
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
super.getCake().showMakingProcess();
log.info("摆放" + fruit + "...");
}
/**
* 显示总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return super.getCake().getCost() + cost;
}
}
装饰者实现类：奶油装饰：FruitDecorator
/**
* 奶油
*
* @author hancha
*/
@Slf4j
public class CreamDecorator extends AbstractCakeDecorator {
public CreamDecorator(ICake cake) {
super(cake);
}
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
super.getCake().showMakingProcess();
log.info("包裹一层奶油...");
}
/**
* 显示总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return super.getCake().getCost() + 12f;
}
}
被装饰者：蛋糕胚：CakeEmbryo
无论做多少装饰，最初都有一个原始的被装饰者。
放到蛋糕装饰场景中，无论添加多少蛋糕装饰，蛋糕胚是最原始的东西。
/**
* 蛋糕胚
*
* @author hnchao
*/
@Slf4j
public class CakeEmbryo implements ICake {
/**
* 展示制作过程
*/
@Override
public void showMakingProcess() {
log.info("选取一个蛋糕胚...");
}
/**
* 显示总花费
*/
@Override
public float getCost() {
return 30f;
}
/**
* 显示花费
*/
@Override
public void showCost() {
log.info("总价：{}", getCost());
}
}
应用代码：DecoratorDemo
注意其装饰的方式：层层包裹
public static void main(String[] args) {
//实现方式3：装饰者模式
log.info("实现方式3：装饰者模式：制作一个水果蛋糕");
cake = new FruitDecorator(new FruitDecorator(new CreamDecorator(new CakeEmbryo()), "6片菠萝", 20f), "6颗草莓", 30f);
cake.showMakingProcess();
cake.showCost();
System.out.println();
log.info("实现方式3：装饰者模式：制作一个奶油蛋糕：");
cake = new CreamDecorator(new CakeEmbryo());
cake.showMakingProcess();
cake.showCost();
}
优点：
复用性高：只要使用某种装饰品，则必然复用其代码。扩展性高：如果需求发送变化，例如新增一种装饰品巧克力，则只需要新增一种装饰品ChocolateDecorator即可。
6.实际应用
场景：
HttpServletRequest的body是流格式，只可读取一次。- 通过自定义包装类
RequestBodyWrapper.java继承HttpServletRequestWrapper，重写getInputStream和getReader实现了对HttpServletRequest请求的包装，将body数据提取出来放入byte数组中，从而实现request中body数据的多次使用。
URL: Spring MVC代码实例系列-11：Spring MVC实现简单的权限控制拦截器和请求信息统计拦截器
7.总结
最后以UML类图来总结本文的生日蛋糕装饰场景以及装饰者模式。
