Java设计模式——装饰者模式【Decorator Pattern】

朱雀 2022-09-09 15:51 182阅读 0赞

## 一、引言 ##

23种设计模式大概分为三大类：

5种（创建型模式）：工厂方法模式、抽象工厂模式、单例模式、原型模式、建造者模式。

7种（结构型模式）：适配器模式、桥接模式、代理模式、外观模式、装饰者模式、组合模式、享元模式。

11种（行为型模式）：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代器模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

行为型又可以通过类与类之间的关系进行划分 :  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3p4ZDE0MzU1MTM3NzU_size_16_color_FFFFFF_t_70]

装饰者模式基本介绍：

*  装饰者模式（Decorator）：动态地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)

## 二、装饰者模式 ##

### 1.装饰者模式原理类图 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_19_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

*  装饰者模式就像打包一个快递
    
    主体：比如：陶瓷、衣服 (Component) //被装饰者
    
    包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板(Decorator) //装饰者
 *  Component： 主体
 *  ConcreteComponent 和 Decorator
    
     *  ConcreteComponent：具体的主体
     *  Decorator：装饰者，比如各调料，装饰者里聚合了一个Component，也就是说，ConcreteComponent是可以放到装饰者里面的（装饰者里面可以包含被装饰者）
 *  在如图的 Component 与 ConcreteComponent 之间，如果 ConcreteComponent 类很多，还可以设计一个缓冲层，将共有的部分提取出来，抽象成一个类。

## 三、具体需求 ##

### 1.星巴克咖啡 ###

*  星巴克咖啡馆
 *  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)
 *  调料：Milk、Soy(豆浆)、Chocolate

> 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。

要求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。

### 2. 传统方案 ###

思路一分析 - 类图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center]

类图分析：

*  Drink 是一个抽象类，表示饮料
    
     *  description 就是对咖啡的描述，比如咖啡的名字
     *  cost()方法就是计算费用，Drink 类中做成一个抽象方法
 *  Decaf 就是单品咖啡，继承 Drink，并实现了 cost()
 *  Espress && Milk 就是单品咖啡+调料， 这个组合很多

> 方案一问题分析：这样设计会有很多类，当需要增加一个单品咖啡，或者一个新的调料时，类的数量就会倍增，就会出现类爆炸

思路二分析

前面思路一因为咖啡单品+调料组合会造成类的倍增，因此可以做改进，将调料内置到 Drink 类，这样就不会造成类数量过多，从而提高项目的维护性

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 1]

说明：milk，soy，chocolate 可以设计为 Boolean，表示是否要添加相应的调料

> 方案二问题分析：
> 
>  *  方案 2 可以控制类的数量，不至于造成很多的类
>  *  在增加或者删除调料种类时，代码的维护量很大
>  *  考虑到用户可以添加多份调料，可以将 hasMilk 返回一个对应 int
>  *  改进：考虑使用 装饰者 模式

### 3. 装饰者模式方案 ###

使用装饰者模式改进传统方式，让程序具有更好的扩展性

思路分析 - 类图

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 2]

装饰者模式下的订单：2份巧克力 + 一份牛奶的LongBlack

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBA5q2i5q2l5YmN6KGM_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16_pic_center 3]

说明：

*  Milk包含了LongBlack
 *  一份Chocolate包含了（Milk+LongBlack）
 *  一份Chocolate包含了（Chocolate+Milk+LongBlack）
 *  这样，不管是什么形式的单品咖啡+调料组合，通过递归方式都可以方便地组合和维护

具体实现

// 接口 Drink.java
    public abstract class Drink { 
    	public String des;//描述
    	private float price = 0.0f;
    	// get / set方法略
    	
    	//计算费用的抽象方法：由子类实现
    	public abstract float cost();
    }
    
    // Coffee.java
    public class Coffee extends Drink{ 
    	@Override
    	public float cost() { 
    		return super.getPrice();
    	}
    }
    
    // Espresso.java/LongBlack.java/ShortBlack.java
    public class Espresso extends Coffee{ 
    	public Espresso() { 
    		setDes("意大利咖啡");
    		setPrice(6.0f);
    	}
    }
    
    // Decorator.java 继承Drink又组合Drink
    public class Decorator extends Drink{ 
    	private Drink drink;
    	
    	public Decorator(Drink drink) { 
    		this.drink = drink;
    	}
        
    	@Override
    	public float cost() { 
    		//自己(调料)的价格+咖啡的价格
    		return super.getPrice() + drink.getPrice();
    	}
        
    	@Override
    	public String getDes() { 
    		//父类的信息+被装饰者的信息
    		return super.des+" "+super.getPrice()+" && "+drink.getDes();
    	}
    }
    // Chocolate.java/Milk.java/Soy.java
    //具体的Decorator，这里就是调味品
    public class Chocolate extends Decorator { 
    	public Chocolate(Drink drink) { //必须有构造器
    		super(drink);
    		setDes("巧克力");
    		setPrice(3.5f);
    	}
    }
    // CoffeeBar.java 使用
    public class CoffeeBar { 
    	public static void main(String[] args) { 
    		//用装饰者模式下单：2份Chocolate+1份milk+LongBlack
    		//1.先点一份LongBlack
    		Drink coffee = new LongBlack();
    		System.out.println("单品："+coffee.getDes()+" 价格:"+coffee.cost());
    		//2.加入一份牛奶
    		coffee = new Milk(coffee);
    		System.out.println("加入一份牛奶后："+coffee.getDes()+" 价格:"+coffee.cost());
    		
    		//3.加入一份巧克力
    		coffee = new Chocolate(coffee);
    		System.out.println("加入一份牛奶+巧克力后："+coffee.getDes()+" 价格:"+coffee.cost());
    		
    		//4.再加入一份巧克力
    		coffee = new Chocolate(coffee);
    		System.out.println("加入一份牛奶+2份巧克力后："+coffee.getDes()+" 价格:"+coffee.cost());
    	}
    }

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