【设计模式】装饰器模式

装饰器模式（Decorator Pattern），也叫包装器模式（Wrapper Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

基本介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。
主要解决：一般的，我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。
何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。
如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。
关键代码：
- 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。
- 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。
应用实例：
- 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。
- 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。
优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。
缺点：多层装饰比较复杂。
使用场景：
- 1、扩展一个类的功能。
- 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

概括

装饰者模式定义

装饰者模式：动态的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)
这里提到的动态的将新功能附加到对象和 ocp 原则，在后面的应用实例上会以代码的形式体现，请同学们注意体会。

类图：

装饰者模式原理，角色分析

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)
Component 主体：比如类似后面的 Drink
ConcreteComponent：具体的主体，比如陶瓷，比如前面的各个单品咖啡
Decorator 装饰者：装饰主体，比如盒子，比如后面的各调料。

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，抽象层一个类。
解释：陶瓷放在盒子中，盒子在外层装饰陶瓷，
装饰者套娃，一层包一层就是装饰（继承+聚合）
（聚合是为了装饰(new xxx(xxx))，而继承是为了套娃(new xxx(new xxx))）

我的理解

在不改变原有实体的情况下，对原有实体进行装饰。如圆→红色的圆。

Mary 过完轮到 Sarly 过生日，还是不要叫她自己挑了，不然这个月伙食费肯定玩完，拿出我去年在华山顶上照的照片，在背面写上“最好的的礼物，就是爱你的 Fita”，再到街上礼品店买了个像框（卖礼品的 MM 也很漂亮哦），再找隔壁搞美术设计的 Mike设计了一个漂亮的盒子装起来……，我们都是 Decorator，最终都在修饰我这个人呀，怎么样，看懂了吗？

装饰模式：装饰模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能，是继承关系的一个替代方案，提供比继承更多的灵活性。动态给一个对象增加功能，这些功能可以再动态的撤消。增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能。

应用实例

星巴克咖啡订单项目（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
使用 OO 的来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。

使用传统方式

方案 1-解决星巴克咖啡订单项目

类图：

方案 1-解决星巴克咖啡订单问题分析

Drink 是一个抽象类，表示饮料
des 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 cost
Espress && Milk 就是单品咖啡+调料，这个组合很多
问题：这样设计，会有很多类，当我们增加一个单品咖啡，或者一个新的调料，类的数量就会倍增，就会出现类爆炸

方案 2-解决星巴克咖啡订单(好点)

前面分析到方案 1 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(如图)
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 2-解决星巴克咖啡订单问题分析

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时，可以将 hasMilk 返回一个对应 int
考虑使用装饰者模式

使用装饰者模式

类图：

装饰者模式下的订单：2 份巧克力+一份牛奶的 LongBlack

装饰者模式咖啡订单项目应用实例
代码实现

Decorator

package com.nemo.decorator;

public class Decorator extends Drink { 
    private Drink obj;

    public Decorator(Drink obj) { //聚合
        // TODO Auto-generated constructor stub 
        this.obj = obj;
    }


    @Override
    public float cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // getPrice 自己价格
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }


    @Override
    public String getDes() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // obj.getDes() 输出被装饰者的信息
        return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
    }
}

Drink

package com.nemo.decorator;
public abstract class Drink { 

    public String des; // 描 述
    private float price = 0.0f; 

    public String getDes() {
        return des;
    }
    public void setDes(String des) { 
        this.des = des;
    }
    public float getPrice() { 
        return price;

    }
    public void setPrice(float price) { 
        this.price = price;
    }

    //计算费用的抽象方法
    //子类来实现
    public abstract float cost();
}

Coffee

package com.nemo.decorator;

public class Coffee	extends Drink {

    @Override
    public float cost() {
        // TODO Auto-generated method stub 
        return super.getPrice();
    }
}

DeCaf

package com.nemo.decorator;

public class DeCaf extends Coffee {

    public DeCaf() {
        setDes(" 无因咖啡 "); 
        setPrice(1.0f);
    }
}

Espresso

package com.nemo.decorator;

public class Espresso extends Coffee {

    public Espresso() {
        setDes(" 意大利咖啡 "); setPrice(6.0f);
    }
}

LongBlack

package com.nemo.decorator;

public class LongBlack extends Coffee {

    public LongBlack() {
        setDes(" longblack ");
        setPrice(5.0f);
    }
}

ShortBlack

package com.nemo.decorator;

public class ShortBlack extends Coffee{

    public ShortBlack() { 
        setDes(" shortblack "); 
        setPrice(4.0f);
    }
}

Chocolate

package com.nemo.decorator;

//具体的 Decorator， 这里就是调味品
public class Chocolate extends Decorator {

    public Chocolate(Drink obj) { 
        super(obj);
        setDes(" 巧克力 ");
        setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
    }
}

Milk

package com.nemo.decorator;

public class Milk extends Decorator {

    public Milk(Drink obj) { 
        // TODO Auto-generated constructor stub
        super(obj);
        setDes(" 牛 奶 "); setPrice(2.0f);
    }
}

Soy

package com.nemo.decorator;

public class  extends Decorator{

    public Soy(Drink obj) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        super(obj);
        setDes(" 豆浆 "); 
        setPrice(1.5f);
    }
}

CoffeeBar

package com.nemo.decorator;

public class CoffeeBar {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 装饰者模式下的订单：2 份巧克力+一份牛奶的 LongBlack

        // 1.  点一份 LongBlack
        Drink order = new LongBlack();
        System.out.println("费用 1=" + order.cost());
        System.out.println("描述=" + order.getDes());

        // 2. order 加入一份牛奶
        order = new Milk(order);
        System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 = " + order.cost());
        System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());

        // 3. order 加入一份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 费用 = " + order.cost());
        System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());

        // 3. order 加入一份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加入一份牛奶 加入 2 份巧克力   费用 = " + order.cost());
        System.out.println("order 加入一份牛奶 加入 2 份巧克力 描述 = " + order.getDes());


        System.out.println("===========================");


        Drink order2 = new DeCaf();
        System.out.println("order2 无因咖啡 费用 = " + order2.cost());
        System.out.println("order2 无因咖啡 描述 = " + order2.getDes());

        order2 = new Milk(order2); 
        System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶 费用 = " + order2.cost());
        System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 = " + order2.getDes());
    }
}

装饰者模式在 JDK 应用的源码分析

Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者

源码说明

package com.nemo.jdk;

import java.io.DataInputStream; 
import java.io.FileInputStream; 
import java.io.InputStream;

public class Decorator {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        // TODO Auto-generated method stub

        //说明
        //1. InputStream 是抽象类，类似我们前面讲的 Drink
        //2. FileInputStream 是	InputStream 子类，类似我们前面的 DeCaf, LongBlack
        //3. FilterInputStream 是 InputStream 子类，类似我们前面 的 Decorator 修饰者
        //4. DataInputStream 是 FilterInputStream 子类，具体的修饰者，类似前面的 Milk, Soy 等
        //5. FilterInputStream 类 有 protected volatile InputStream in; 即 含被装饰者
        //6. 分析得出在 jdk 的 io 体系中，就是使用装饰者模式

        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("d:\\abc.txt")); 
        System.out.println(dis.read());
        dis.close();
    }
}

posted @ 2020-07-09 17:19 Nemo& 阅读(336) 评论(0) 编辑收藏举报

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𝓝𝓮𝓶𝓸

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