java设计模式之装饰者模式

一、定义与类型：

》定义：在不改变原有对象的基础之上，将功能附加到已有对象上

》提供了比继承更有弹性的替代方案（扩展原有对象功能）

》类型：结构型

二、装饰者——使用场景

生活场景，比如买礼品时，需要礼品和层层包装，包装可以自行选取后的总花销；买早饭，是肉夹馍还是一个肉夹馍再额外加蛋还是火腿时的售价计算；买蛋糕时，不同层次选择的配料不同，如何计算其价格等

程序场景：扩展一个类的功能或给一个类添加附加职责；

                  动态的给一个对象添加功能，这些功能可以再动态的撤销。

三、优点：

》继承的有力补充，比继承灵活，不改变原有对象的情况下给一个对象扩展功能；

    ——注意：继承属于扩展方式之一，但不一定是弹性设计的最佳实现；并且，继承实现扩展功能，需要提前考虑到所有功能，将可能性通过代码对应出来，也就是说在编译时就已经知道可能性。而装饰者模式在编译时并不能确定用户的操作，以及可能性，属于运行期动态添加改变的功能。

》通过使用不同装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以实现不同效果；

》符合开闭原则。使用装饰者模式，可以扩展对象的行为，装饰者和被装饰者可以独立地变化，原有代码不用改变。程序来说，装饰把类中的者模式就是装饰功能移到对象之外，

四、缺点：

》会出现更多的代码，更多的类，增加程序复杂性；

》动态装饰时，多层装饰时会更复杂；装饰者模式会比继承使用的类少，但是使用到的对象会比继承要多。排查问题时会比较困难，复杂性强。

五、装饰者——相关设计模式

》装饰者模式和代理模式：装饰者模式关注于对象动态地添加功能，而代理模式关注于控制对对象的访问，代理模式中的代理类可以对客户隐藏对象的信息，代理模式中通常是在代理类中创建一个对象的实例，而装饰者模式通常是把被装饰对象（也叫做原始对象）作为一个参数传递给装饰类的构造器。

》装饰者模式和适配器模式：都可以叫做包装模式wrapper，而装饰者模式中的包装者和被包装者可以实现相同的接口，或者装饰者是被装饰者的子类，而适配器模式中适配器和被适配者一般不是同一个接口。扩展说，装饰者模式还可以推广为半装饰模式，比如装饰者除了实现和被装饰者同一个接口外，还可以实现其他接口（或者装饰者和被装饰者继承同一个类，但装饰者继承了实现了其他接口），不同的装饰者实现了其他不同的接口，这个可以被称为半装饰模式。

六、代码实践：

示例一：初级版本：

场景：商家卖煎饼，可以搭配不同的辅料，鸡蛋或者煎饼，计算价格，如下：

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.v1;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 *煎饼类
 */
public class Battercake {
    public String getDesc(){
        return "煎饼";
    }
    public int cost(){
        return 8;
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.v1;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 * 装饰者：鸡蛋
 */
public class BattercakewithEgg extends Battercake{
    public String getDesc(){
        return super.getDesc()+"加一个鸡蛋";
    }
    public int cost(){
        return super.cost()+1;
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.v1;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 * 装饰者：鸡蛋和香肠
 */
public class BattercakewithEggSausage extends BattercakewithEgg{
    public String getDesc(){
        return super.getDesc()+"加一个香肠";
    }
    public int cost(){
        return super.cost()+2;
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.v1;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        客户需要一个普通煎饼
        Battercake battercake = new Battercake();
        System.out.println(battercake.getDesc()+"销售价格："+battercake.cost());
        客户需要一个带鸡蛋的煎饼
        BattercakewithEgg battercakewithEgg = new BattercakewithEgg();
        System.out.println(battercakewithEgg.getDesc()+"销售价格："+battercakewithEgg.cost());
        客户需要一个带鸡蛋和香肠的煎饼
        BattercakewithEggSausage battercakewithEggSausage = new BattercakewithEggSausage();
        System.out.println(battercakewithEggSausage.getDesc()+"销售价格："+battercakewithEggSausage.cost());
    }
}

"D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\bin\java" "-javaagent:D:\InteliijIDea\IntelliJ IDEA 2017.1.4\lib\idea_rt.jar=51497:D:\InteliijIDea\IntelliJ IDEA 2017.1.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\charsets.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\deploy.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\cldrdata.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\dnsns.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\jaccess.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\jfxrt.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\localedata.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\nashorn.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\sunec.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\ext\zipfs.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\javaws.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\jce.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\jfr.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\jfxswt.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\jsse.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\management-agent.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\plugin.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\resources.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_102\jre\lib\rt.jar;C:\Users\Administrator\Desktop\gson-master\gson-master\DesignMode\target\classes" com.zxl.design.pattern.structural.decorator.v1.Test
煎饼销售价格：8
煎饼加一个鸡蛋销售价格：9
煎饼加一个鸡蛋加一个香肠销售价格：11

运行结果如上，满足基本要求，但是可以看到，如果辅料不一样，用户可能还需要2个鸡蛋加一个煎饼，那如上就无法实现，怎么办呢？

看下面的优化升级，v2版本：

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public abstract class ABattercake {
    public abstract String getDesc();

    public abstract int cost();

}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class Battercake extends ABattercake{
    public String getDesc() {
        return "煎饼";
    }
    public int cost() {
        return 8;
    }
}

 

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class AbstractDecorator extends ABattercake{
    private ABattercake aBattercake;
    public AbstractDecorator(ABattercake aBattercake){
        this.aBattercake = aBattercake;
    }
    public String getDesc() {
        return this.aBattercake.getDesc();
    }

    public int cost() {
        return this.aBattercake.cost();
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class EggDecorator extends AbstractDecorator {
    public EggDecorator(ABattercake aBattercake) {
        super(aBattercake);
    }
    @Override
    public String getDesc() {
        return super.getDesc()+"加一个鸡蛋";
    }

    @Override
    public int cost() {
        return super.cost()+1;
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class SausageDecorator extends AbstractDecorator{
    public SausageDecorator(ABattercake aBattercake) {
        super(aBattercake);
    }

    @Override
    public String getDesc() {
        return super.getDesc()+"加一个香肠";
    }

    @Override
    public int cost() {
        return super.cost()+2;
    }
}

package com.zxl.design.pattern.structural.decorator.decorator.v2;

/**
 * Created by Administrator on 2019/7/20.
 */
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        ABattercake aBattercake;
        aBattercake = new Battercake();
        aBattercake = new EggDecorator(aBattercake);
        aBattercake = new EggDecorator(aBattercake);
        aBattercake = new SausageDecorator(aBattercake);
        System.out.println(aBattercake.getDesc()+"销售价格："+aBattercake.cost());

    }
}

煎饼加一个鸡蛋加一个鸡蛋加一个香肠销售价格：12

Process finished with exit code 0

运行结果和UML图如上

如上v2版本，程序更加具备可扩展性，可以根据用户的需求轻松调整。

注：如上UML图中11 表示一个抽象类中有一个抽象的煎饼对象。

扩展：

如上，抽象的装饰类AbstractDecrator类中如果定义为抽象类，其中定义一个抽象的doSomething()方法，

则装饰者的具体实现类，可以根据自己的需求进行适当地扩充功能。如上即为半装饰模式。

七、装饰者模式源码解析：

1、jdk中，最明显的是其中的 IO流方面的内容，比如reader类，扩展有bufferedReader。

    还有inputStream 相关的，对应的有输出bufferdWritter  outputstream等等。

 2、在Spring框架中，有个处理缓存和同步事务相关的类TransactionAwareCacheDecorator。该类主要是出来spring中缓存和同步处理级别相关的问题

3、在spring框架中SessionRepositoryRequestWrapper（HttpServelet httpServelet）方法

4、mybatis中装饰者模式的使用 ，比如Cache 相关的一些类。