装饰者设计模式

装饰者模式介绍

装饰器模式(Decorator Pattern)允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式,它是作为现有的类的一个包装。这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。

装饰者模式是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)。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。

应用场景

星巴克咖啡订单项目(咖啡馆) :
1)咖啡种类/单品咖啡:Espresso(意大利浓咖啡)、ShortBlack、 LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡)
2)调料:Milk、 Soy(豆 浆)、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00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。

说明:该场景类似于点奶茶,我点咖啡时,可以选择单点一份咖啡,也可以选择向咖啡中加入调料,如牛奶、豆浆等,在结账时需要计算咖啡的费用+调料的总费用

装饰者模式原理

装饰者设计模式_第1张图片
就以上面应用场景为例,单品咖啡是被装饰者,装饰者是牛奶豆浆等调料,这两者都继承一个抽象类(Drink),而在装饰者(调料)中,封装了这个抽象类(即将该抽象类写成了成员变量)。

设计方案

装饰者设计模式_第2张图片
装饰者模式下的订单:2份巧克力+1份牛奶的LongBlack
装饰者设计模式_第3张图片
说明:

  1. Milk包含了LongBlack
  2. 一份Chocolate 包含了(Milk+LongBlack)
  3. 一份Chocolate包 含了(Chocolate+Milk+LongBlack)
  4. 这样不管是什么形式的单品咖啡+调料组合,通过递归方式可以方便的组合和维护。

具体实现

抽象类:

package com.syc.decorator;

public abstract class Drink {

	public String des; // 描述
	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();
	
}

抽象层:

package com.syc.decorator;

public class Coffee  extends Drink {

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

美式咖啡:

package com.syc.decorator;

public class LongBlack extends Coffee {

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

意大利咖啡:

package com.syc.decorator;

public class Espresso extends Coffee {
	
	public Espresso() {
		setDes("意大利咖啡 ");
		setPrice(6.0f);
	}
}

装饰器类:

package com.syc.decorator;

public class Decorator extends Drink {
	private Drink obj;
	
	public Decorator(Drink obj) { //组合
		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();
	}
}

调料牛奶:

package com.atguigu.decorator;

public class Milk extends Decorator {

	public Milk(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f); 
	}
}

调料豆浆:

package com.atguigu.decorator;

public class Soy extends Decorator{

	public Soy(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 豆浆  ");
		setPrice(1.5f);
	}
}

测试类:

package com.syc.decorator;

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

		// 2. 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. 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. order 加入一份巧克力
		order = new Chocolate(order);

		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 = " + order.getDes());
	
		System.out.println("===========================");
		
		Drink order2 = new DeCaf();
		
		System.out.println("order2 无因咖啡  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 描述 = " + order2.getDes());
		
		order2 = new Milk(order2);
		
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 = " + order2.getDes());
	}
}

输出:
装饰者设计模式_第4张图片

装饰者模式在JDK应用的源码分析

在JDK的源码中,InputStream使用的就是装饰者模式,其中InputString是抽象类(如Drink类),FilterInputStream是装饰者(如上面的Decorator),DataInputStream是FilterInputStream的子类(如上面的Milk)
装饰者设计模式_第5张图片
测试类
装饰者设计模式_第6张图片

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