OO之装饰者模式

以下为装饰者模式详解：

引子：

      假如有一个快餐店，基本种类分为米饭，水饺，粉面等，但每一种类型的快餐又可以搭配不同的料，如米饭可以点各种不同的菜（排骨，青菜，土豆等），如果按照一般的设计，快餐为基类，加不同的料的搭配为一个类，分别继承到基类，那么N种搭配就有N个类，这是类的爆炸。

     要解决这个问题我们就可以用装饰者模式了，首先来了解一个OO设计原则：类对扩展的开放，对修改的关闭。这并不矛盾，像上面的类爆炸子类的行为（继承）是在编译时就静态决定了的，且所有子类都会继承到相同的行为，要解决问题就要做到动态的扩展，在类进行扩展时不修改现有的代码而添加新的行为，这样就要动态的组合对象，弹性的应对改变，可以使引进Bug的可能性大幅减少。

      注意：使用这种原则，组合对象并不是百利而无一害的，这需要花费更多的时间来设计且通常会引入新的抽象层，使代码变得复杂，所以不能过多地方使用，只要在最有可能改变的地方使用。

     下面我们用装饰者模式来设计这个快餐店，以快餐以主体，用菜码来“装饰”快餐。比如顾客要来一份排骨套餐，那么做法如下：

1：先来一个米饭对象。

2：用青菜来装饰它。

3：用排骨来装饰它。

4：最后调用排骨对象的cost()方法来计费（用委托把菜的价钱加上去）。

如下图：

      这样的话米饭和装饰它的青菜，排骨都要有共同的基类，且基类中有一个抽象的cost()方法用来计费，这样每一层都必须复写cost()方法。青菜对象是一个装饰者，它的类型也反映（继承自同一个基类）了它所装饰的对象（米饭），当需要计算价格时调用最外层的cost()外层的又调用内层的算出价格再加上自己的价格(逐层委托)。

      理解如下：

1：装饰者和被装饰者对象有相同的基类。

2：可以用一个或多个装饰者包装一个对象。

3：在任何需要原始对象（被包装者）的场合，可以用装饰过的对象来代替它（继承自同一父类）。

4：装饰者可以在委托被装饰者行为之前或之后，加上自己的行为，以达到目的。

5：对象可以在任何时候，动态地，不限量的用你喜欢的装饰者来装饰。

     下面为装饰者模式的基本类图：

     为什么用继承呢？上面说过装饰者和被装饰者必须是同一类型，这里运行继承不是要过得“行为 ”，而是要达到“类型的匹配”。当需要加入新的行为时，用不同的装饰者进行组合，混合着用，不需要改变已有代码(如果依赖继承就得修改之前的代码)。

     下面开始设计快餐店的代码：

 

/**
 * 抽象组件类
 * @author Homg
 *
 */
public abstract class FastFood {
    String description = "Unknown Food";

    //描述方法，已经实现，因为组件是可以单独使用的
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    
    //抽象的计费方法，由具体组件去实现
    public abstract double cost();
}

 

/**
 * 继承自组件基类（快餐）的具体组件（水饺）
 * 
 * @author Homg
 * 
 */
public class BoiledDumpling extends FastFood {
    // 描述自己，变量是继承自组件（快餐）基类的
    public BoiledDumpling() {
        description = "水饺";
    }

    // 计算自己的价格，没有加料的
    @Override
    public double cost() {
        return 8.5;
    }

}

 

/**
 * 继承自组件基类（快餐）的具体组件（米饭）
 * 
 * @author Homg
 * 
 */
public class Rice extends FastFood {
    // 描述自己，变量是继承自组件基类的
    public Rice() {
        description = "米饭";
    }

    // 计算自己的价格，没有加料的
    @Override
    public double cost() {
        return 5.5;
    }

}

 

/**
 * 继承自组件的抽象装饰者
 * 
 * @author Homg
 * 
 */
public abstract class CondimentDecorator extends FastFood {
    // 抽象的描述方法，因为下面的装饰者都要完整的描述出组件和所加的装饰，所以它们必须重新实现。
    public abstract String getDescription();
}

 

/**
 * 具体装饰者(香菜)
 * @author Homg
 *
 */
public class Caraway extends CondimentDecorator {
    // 用一个实例变量记录组件（快餐）
    private FastFood fastFood;

    // 传入组件
    public Caraway(FastFood fastFood) {
        this.fastFood = fastFood;
    }

    // 通过组件的调用来获得加料后的完整描述
    @Override
    public String getDescription() {
        return fastFood.getDescription() + ", 香菜";
    }

    // 先计算被装饰者的价格再加上自己的价格
    @Override
    public double cost() {
        return fastFood.cost() + 1.5;
    }

}

 

/**
 * 具体装饰者(排骨)
 * 
 * @author Homg
 * 
 */
public class PorkRibs extends CondimentDecorator {

    // 用一个实例变量记录组件（快餐）
    private FastFood fastFood;

    // 传入组件
    public PorkRibs(FastFood fastFood) {
        this.fastFood = fastFood;
    }

    // 通过组件的调用来获得加料后的完整描述
    @Override
    public String getDescription() {
        return fastFood.getDescription() + ", 排骨";
    }

    // 先计算被装饰者的价格再加上自己的价格
    @Override
    public double cost() {
        return fastFood.cost() + 12.5;
    }

}

装饰什么就把什么传进去：

public static void main(String[] args) {
        /*------------1部分------------*/
        //创建一个水饺对象，不加一点料
//        FastFood fastFood = new BoiledDumpling();
//        System.out.println(fastFood.getDescription() + ",￥" + fastFood.cost());
        /*------------2部分------------*/
//        //给水饺加上香菜和排骨
//        fastFood = new Caraway(fastFood);
//        fastFood = new PorkRibs(fastFood);
//        System.out.println(fastFood.getDescription() + ",￥" + fastFood.cost());
        /*------------3部分------------*/
        //创建一个米饭对象，给米饭加上香菜和排骨
        FastFood fastFood2 = new Rice();
        fastFood2 = new Caraway(fastFood2);
        fastFood2 = new PorkRibs(fastFood2);
        System.out.println(fastFood2.getDescription() + ",￥" + fastFood2.cost());

    }

    上面main函数中逐个运行3个部分，注释掉另外两个部分。

    运行结果如下：

     1部分：
水饺,￥8.5

     2部分：

水饺, 香菜, 排骨,￥22.5

     3部分：

米饭, 香菜, 排骨,￥19.5

     快餐店的类图：

 

      应用：

      Java的i/o，直接与文件接触的组件InputStream，装饰它的装饰者有BufferedInputStream等。  

      总结：

      装饰者模式是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。

完整代码下载地址（也可以留下邮箱发给你）：

 http://download.csdn.net/detail/homg92/6862759