设计模式之装饰者模式（教你使用设计模式来开奶茶店）

àì夳堔傛蜴生んèń 2021-10-24 03:36 179阅读 0赞

故事要从一占占奶茶店说起，  
Beverage(饮料)是一个抽象类，类里面有一个description(描述)实例用来描述该奶茶，比如抹茶，波霸，玛奇朵，奶绿等等。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
可是购买奶茶的人们往往都会再奶茶中加入`红豆啊，燕麦啊，布丁啊，奶霜`等等。于是面向对象的设计师们就设计了无数个类，红豆抹茶奶茶、红豆波霸奶茶、布丁燕麦玛奇朵奶茶…这样就衍生出来了无数个类，`类爆炸了`，并且如果某天需要修改红豆的价格，完蛋了，需要找到所有带有红豆的奶茶类，然后进入代码一个个修改每个奶茶的cost方法。这样就严重的违反了设计模式的`开闭原则`，  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
于是万能的OO设计师又设计出了一个类，其中将红豆奶霜燕麦变成一个属性放在奶茶类中，当客户点一个抹茶带红豆的奶茶时，只要调用一下hasHD()，然后在计算价格cost()方法中，判断有红豆就加上红豆的钱，这样一设计，就只需要五个类，但是这个也是存在问题的

###### `四个问题` ######

*  当红豆、奶霜、燕麦的价格发生变化的时候，还是需要去修改Beverage类中的价格
 *  如果出现新的调料，比如芋圆，这个时候还是需要去修改getDescription()方法，以及cost()方法，虽然这个修改量不大，但是还是违反了`开闭原则`
 *  如果有一天来了另一种饮料（霸气路飞）哈哈，由于霸气路飞不需要加这些调料，所以对于霸气路飞来说这些都是冗余的，这些方法（hasHD()、setHD()…）也不需要
 *  有些顾客需要加两份红豆，怎么办？

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## 装饰者模式 ##

这边我们将奶茶的品种，抹茶、波霸、玛奇朵、奶绿都继承Beverage类，都重写一下，这边代码就只放一个BoBa类，然后用Decorator继承Beverage为一个装饰者类（也是抽象的类），然后红豆、奶绿、燕麦等调料都继承了Decorator类（装饰者类），在每个装饰者类里面都存放了一个Beverage对象，也就是用来装我们的抹茶、波霸等饮料的。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

public abstract class Beverage {
    	String description = "Unknown Beverage";
    
    	public String getDescription() {
    		return description;
    	}
    
    	public abstract double cost();
    }

//波霸奶茶类
    public class BoBa extends Beverage {
    	public BoBa() {
    		description = "波霸奶茶";
    	}
     
    	public double cost() {
    		return 10;
    	}
    }

//装饰者类
    public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
    	Beverage beverage;
    	public abstract String getDescription();
    }

//红豆类
    public class HD extends CondimentDecorator {
    	public HD(Beverage beverage) {
    		this.beverage = beverage;
    	}
    
    	public String getDescription() {
    		return beverage.getDescription() + ", 红豆";
    	}
    
    	public double cost() {
    		return 2 + beverage.cost();
    	}
    }

//测试类
    public class YiZZ {
    
        public static void main(String args[]) {
            Beverage beverage = new MoCha();
            System.out.println(beverage.getDescription()
                    + beverage.cost() + "元");
    
            Beverage beverage2 = new BoBa();
            beverage2 = new HD(beverage2);
            beverage2 = new NS(beverage2);
            beverage2 = new YM(beverage2);
            System.out.println(beverage2.getDescription()
                    + beverage2.cost() + "元");
    
            Beverage beverage3 = new NaLv();
            beverage3 = new HD(beverage3);
            beverage3 = new HD(beverage3);
            beverage3 = new NS(beverage3);
            System.out.println(beverage3.getDescription()
                    + beverage3.cost() + "元");
        }
    }

解释一下测试代码：

1.  第一位顾客点了一杯抹茶，什么都不加，价格14元
2.  第二位顾客点了一杯波霸奶茶，然后加了红豆、奶霜、燕麦，价格16元，装饰者创建时需要一个Beverage类作为参数构造，所以
3.  第三位顾客点了一杯奶绿，加了两份红豆一份奶霜，价格18元，还可以继续往上面装饰，

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

## 总结 ##

使用装饰者这样就解决了上面四个问题：

*  每当红豆价格改变的时候我们只需要修改红豆（装饰者HD）的价格就可以了
 *  如果增加调料（装饰者），我们只需要增加一个类来继承自CondimentDecorator类就可以了，同样可以用来装饰
 *  如果来了一种新饮料（被装饰者），就直接建立一个BQLF（霸气路飞）类继承Beverage，在点餐的时候不给这个饮料装饰，就可以了
 *  两份红豆，上面已经解决

我们让装饰者（红豆）和被装饰者（抹茶）都继承自Beverage的目的是让装饰者能够取代被装饰者，所以需要继承自同一个基类，所以Beverage类的目的是为了让装饰者和被装饰者`类型匹配`，这边的继承并不是用来继承父类行为，所以这边的Beverage抽象类是不是可以设计成一个接口，这样所有的装饰者与被装饰者都实现这个接口，同样可以达到类型匹配的目的。

## 最后：Java中的装饰者模式 ##

Java中的I/O，我们知道InputStream，FileInputStream，StringBufferInputStream ， ByteArrayInputStream，BufferedInputStream ， CheckedInputStream，LineNumberInputStream…等等等，太多类了，好乱，其实I/O就是使用的装饰者模式，只要继承FIlterInpiutStream类，就可以作为装饰者了，  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]  
打开源码一看，果然，里面存着一个InputStream，所以我们只要继承这个类，就可以做一个自己装饰者类了。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]

import java.io.FilterInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    //定义自己装饰者类
    public class LowerCaseInputStream extends FilterInputStream {
    
    	public LowerCaseInputStream(InputStream in) {
    		super(in);
    	}
     //重写read
    	public int read() throws IOException {
    		int c = in.read();
    		return (c == -1 ? c : Character.toLowerCase((char)c));
    	}
    	//重写read	
    	public int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
    		int result = in.read(b, offset, len);
    		for (int i = offset; i < offset+result; i++) {
    			b[i] = (byte)Character.toLowerCase((char)b[i]);
    		}
    		return result;
    	}
    }

import java.io.BufferedInputStream;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.IOException;
    import java.io.InputStream;
    
    public class InputTest {
    	public static void main(String[] args) throws IOException {
    		int c;
    		InputStream in = null;
    		try {
    			in = 
    				new LowerCaseInputStream(
    					new BufferedInputStream(
    						new FileInputStream("test.txt")));
    
    			while((c = in.read()) >= 0) {
    				System.out.print((char)c);
    			}
    		} catch (IOException e) {
    			e.printStackTrace();
    		} finally {
    			if (in != null) { in.close(); }
    		}
    
    	}
    }

运行结果就是将所有字母小写，这就是JDK中的装饰者。  
![在这里插入图片描述][20190822000514597.png]  
[代码地址][Link 1]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20211023/711b616a43fb41c281d6a6d62a73a710.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20211023/b097713a95d146b59acb3acd33f1c558.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20211023/1a708da6183f4732b35fded3f290f70b.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]: /images/20211023/349b8fb017e64977a96d0104a4bd5beb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]: /images/20211023/b3f4a85a4aea4affb9e9ea28e7be2a6d.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]: /images/20211023/3eac073f419f43a3986ab81c48d583ab.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5qdW5fZmVp_size_16_color_FFFFFF_t_70 6]: /images/20211023/34bf36a4fe904988a6427600ee3fe010.png
[20190822000514597.png]: /images/20211023/83b8dea090644256a3d32e151ce4bddb.png
[Link 1]: https://github.com/Feijianjun/Designpatterns.git