《Head First 设计模式》模式3——装饰者模式
概念什么的都是正确的废话！
所以不说废话，直接上栗子：
为Starbuzz开发订单系统
Starbuzz是一家咖啡连锁店，他们准备更新订单系统，以适应新品类的咖啡和调料的不断加入，达到供应需求。
Starbuzz改进了他们原先的系统，由饮料基类Beverage开始，在Beverage里有各种调料，cost()方法计算饮料所用调料的总价钱，然后由子类（比如：HouseBlend(综合)、DarkRoast(超优深焙咖啡豆)、Decaf(低咖啡因)、Espresso(浓缩咖啡)）在覆盖基类的cost()，计算调料价钱和咖啡价钱的总和。
饮料基类Beverage的Java代码为：
public class Beverage {
String description = "Unkown Beverage";
private boolean milk;
private boolean soy;
private double milkCost;
private double soyCost;
public Beverage() {
}
public String getDescription(){
return this.description;
}
public double cost() {
double sum = 0;
if (hasMilk())
sum += milkCost;
if (hasSoy())
sum += soyCost;
return sum;
}
public boolean hasMilk() {
return milk;
}
public boolean hasSoy() {
return soy;
}
// milk、soy等调料的getter和setter方法
}咖啡品种以DarkRoast为例：
public class DarkRoast extends Beverage {
public DarkRoast() {
description = "Most Excellent Dard Roast";
}
public double cost() {
return 1.99 + super.cost();
}
}看起来好像可以应付所需，但是存在一些潜在问题：变化的部分（调料）一改变就涉及修改，不能动态地添加新功能！
有没有更好地办法改进呢？
以装饰者构造饮料订单
从上面的改造可以看到，当新功能出现时（添加新的调料）时，就要修改Beverage的代码，不能动态地组合对象以避免修改。这是不符合“开闭原则”的！
此处引出第5个设计原则：开放-关闭原则
类应该对扩展开放，对修改关闭
哎，前面的设计太死板，基类不能加入新功能以适应所有子类，太失败了！
经过思考，我们决定重新改造：以饮料为主体，在运行时以调料来“装饰”(decorate)饮料。比方说，如果顾客想要一杯深焙咖啡，加上摩卡和奶泡调料，那么做法是：
- 拿一个深焙咖啡(DarkRoast)对象
- 以摩卡(Mocha)调料对象装饰它
- 以奶泡(Whip)调料对象装饰它
- 调用cost()方法，并依赖委托(delegate)调料的价钱加上去
PS：此处的“委托”并不是类似C#语法中的delegate，而是指传递性的调用上一级的方法。
从图中我们可以看到“装饰”的过程：
值得注意的是，调料Mocha和Whip也是Beverage类型，因为他们要装饰的对象是Beverage的子类，而它们本身亦可以被其他调料装饰。
由此构造我们可以知道：
- 装饰者和被装饰对象具有相同的超类型
- 可以用一个或多个对象包装一个对象
- 装饰者可以在所委托被装饰者的行为前后加上自己的行为，达到特定目的
- 对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行动态地用各种装饰者来装饰它
看来这个想法可行，我们尝试设计一下装饰者和被装饰者之间的关系类图：
此处，Decorator(装饰者)里有一个Component(被装饰者)对象，用来保存对某个Component的引用。这样其子类（各种具体装饰者）就可以装饰任何Component对象了~
重构后的订单系统实现
好了，我们将上面新的设计引进到Starbuzz的订单系统中，重新设计饮料和调料的类结构：
可能有人会有疑问：在策略模式和观察者模式里讲到，不是要多用组合少用继承吗，为什么这里是通过继承来动态地改变功能呢？
其实，装饰者和被装饰者必须是一样的类型，因为装饰者在装饰对象时它本身亦可以被其它装饰者装饰。所以，我们利用继承是想达到“类型匹配”，而不是通过继承获得“行为”。这点很重要！
如此一来，当装饰者和被装饰者组合时，就相当于动态地添加行为。这样得到的新行为，不是继承超类而是组合对象得到的。
下来通过代码来体验一下订单系统的类新结构：
首先建立基类Beverage：
// 饮料基类
public abstract class Beverage {
protected String descrption;
public String getDescription(){
return descrption;
}
public abstract double cost();
}再创建调料的抽象类CondimentDecorator：
// 调料基类
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
public abstract String getDescription();
}饮料和调料基础类都有了，下面开始实现一些饮料：
// 超优深焙咖啡豆
public class DarkRoast extends Beverage {
DarkRoast() {
descrption = "DarkRoast";
}
public double cost() {
return 1.99;
}
}// 浓缩咖啡
public class Espresso extends Beverage {
Espresso() {
descrption = "Espresso";
}
public double cost() {
return .89;
}
}// 低咖啡因咖啡
public class Decaf extends Beverage {
Decaf() {
descrption = "Decaf";
}
public double cost() {
return 1.05;
}
}再实现一些调料：
// 摩卡调料
public class Mocha extends CondimentDecorator {
Beverage beverage;
public Mocha(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ", Mocha";
}
public double cost() {
return .20 + beverage.cost();
}
}// 豆浆调料
public class Soy extends CondimentDecorator {
Beverage beverage;
public Soy(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ", Soy";
}
public double cost() {
return .15 + beverage.cost();
}
}// 奶泡调料
public class Whip extends CondimentDecorator {
Beverage beverage;
public Whip(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ", Whip";
}
public double cost() {
return .15 + beverage.cost();
}
}// 牛奶调料
public class Milk extends CondimentDecorator {
Beverage beverage;
public Milk(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ", Milk";
}
public double cost() {
return .10 + beverage.cost();
}
}最后来测试一下新的订单系统是否计算正确：
public class StarbuzzCoffee {
public static void main(String[] args) {
// 浓缩咖啡（不加调料）
Beverage beverage = new Espresso();
System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
// 深焙咖啡 + 双倍摩卡 + 奶泡
Beverage beverage2 = new DarkRoast();
beverage2 = new Mocha(beverage2);
beverage2 = new Mocha(beverage2);
beverage2 = new Whip(beverage2);
System.out.println(beverage2.getDescription() + " $" + beverage2.cost());
// 低咖啡因咖啡 + 豆浆 + 摩卡 + 奶泡
Beverage beverage3 = new Decaf();
beverage3 = new Soy(beverage3);
beverage3 = new Mocha(beverage3);
beverage3 = new Milk(beverage3);
System.out.println(beverage3.getDescription() + " $" + beverage3.cost());
}
}控制台的打印结果是：
Espresso $0.89
DarkRoast, Mocha, Mocha, Whip $2.54
Decaf, Soy, Mocha, Milk $1.5不仅计算正确，而且这全新设计的订单系统设计也符合Starbuzz的需求！
当然，这里创建装饰者还不够简洁，待到后面接触“工厂模式”时会介绍更好的方式创建装饰者对象~
装饰者模式
吃完栗子可以讲正确的废话了！
装饰者模式的定义：
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者更有弹性的替代方案。
装饰者模式应用者——Java I/O
我们知道，java.io包里有很多类，其实很多都是装饰者。
比如：用BuffereadInputStream装饰FileInputStream，用LineNumberInputStream装饰BuffereadInputStream。。。
为了更熟悉装饰者模式，我们自己也来写一个装饰者——把输入流内的所有大写字符转换成小写字符。
import java.io.*;
// 自己的java I/O 装饰者：将大写字符转小写
public class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream {
public LowerCaseInputStream(InputStream in) {
super(in);
}
public int read() throws IOException {
int c = super.read();
return (c == -1 ? c : Character.toLowerCase((char)c));
}
public int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
int result = super.read(b, offset, len);
for (int i = offset; i < offset+result; i++) {
b[i] = (byte)Character.toLowerCase((char)b[i]);
}
return result;
}
}测试一把：
public class InputTest {
public static void main(String[] args) throws IOException {
int c;
try {
InputStream in =
new LowerCaseInputStream(
new BufferedInputStream(
new FileInputStream("test.txt")));
while((c = in.read()) >= 0) {
System.out.print((char)c);
}
in.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}