[整理] 设计模式之装饰者模式
一、咖啡的故事
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现在呢，有一个咖啡馆，它有一套自己的订单系统，当顾客来咖啡馆的时候，可以通过订单系统来点自己想要的咖啡。他们原先的设计是这样子的：
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此时、咖啡馆为了吸引更多的顾客，需要在订单系统中允许顾客选择加入不同调料的咖啡，例如：蒸奶（Steamed Milk）、豆浆（Soy）、摩卡（Mocha，也就是巧克力风味）或覆盖奶泡。星巴兹会根据所加入的调料收取不同的费用。所以订单系统必须考虑到这些调料部分。
下面是他们的第一次尝试：
这种设计肯定是不行的，简直分分钟把人逼疯的节奏，有木有！ -
这时，有个人提出了新的方案，利用实例变量和继承，来追踪这些调料。
具体为：先从Beverage基类下手，加上实例变量代表是否加上调料（牛奶、豆浆、摩卡、奶泡……）
这种设计虽然满足了现在的需求，但是我们想一下，如果出现下面情况，我们怎么办
- 调料价钱的改变会使我们更改现有代码。
- 一旦出现新的调料，我们就需要加上新的方法，并改变超类中的cost()方法。
- 以后可能会开发出新饮料。对这些饮料而言（例如：冰茶），某些调料可能并不适合，但是在这个设计方式中，Tea（茶）子类仍将继承那些不适合的方法，例如：hasWhip()（加奶泡）。
- 万一顾客想要双倍摩卡咖啡，怎么办？
很明显，上面的设计并不能够从根本上解决我们所碰到的问题。并且这种设计违反了 开放关闭原则（类应该对扩展开放，对修改关闭）。
那我们怎么办呢？好啦，装饰者可以非常完美的解决以上的所有问题，让我们有一个设计非常nice的咖啡馆。
二、定义
装饰者模式：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。
三、实现
下面我们就利用装饰者模式来实现一个全新的咖啡馆。
1、我们要以饮料为主体，然后在运行时以调料来“装饰”（decorate）饮料。比方说，如果顾客想要摩卡和奶泡深焙咖啡，那么，要做的是：
①、拿一个深焙咖啡（DarkRoast）对象
②、以摩卡（Mocha）对象装饰它
③、以奶泡（Whip）对象装饰它
④、调用cost()方法，并依赖委托（delegate）将调料的价钱加上去。
好了！但是如何“装饰”一个对象，而“委托”又要如何与此搭配使用呢？那就是把装饰者对象当成“包装者”。让我们看看这是如何工作的：
2、设计
我们将我们所知道的写下来：
①、装饰者和被装饰对象有相同的超类型。
②、你可以用一个或多个装饰者包装一个对象。
③、既然装饰者和被装饰对象有相同的超类型，所以在任何需要原始对象（被包装的）的场合，可以用装饰过的对象代替它。
④、装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与 / 或之后，加上自己的行为，以达到特定的目的。
⑤、对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象。
下面，我们来看一下装饰者模式的类图：
利用装饰者模式来实现我们的订单系统的类图：
我们已经将订单系统设计完毕，下面让我们用代码来实现它吧！
3、代码实现：
饮料抽象类：
/**
* @description 饮料抽象类
*/
public abstract class Beverage {
String description = "Unknown Beverage";
public String getDescription() {
return description;
}
/**
* cost方法是用来返回饮料的价钱（需在具体类中自己实现）
*
* @return
*/
public abstract BigDecimal cost();
}
深焙咖啡类：
/**
* 深焙咖啡类（一种具体的饮料）
*/
public class DarkRoast extends Beverage {
/**
* 说明他是DarkRoast饮料
*/
public DarkRoast() {
description = "DarkRoast";
}
/**
* 实现cost方法，用来返回DarkRoast（深焙咖啡）的价格
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("3.00");
}
}
低咖啡因咖啡类：
/**
* 低咖啡因咖啡类（一种具体的饮料）
*/
public class Decaf extends Beverage {
/**
* 说明他是Decaf饮料
*/
public Decaf() {
description = "Decaf";
}
/**
* 实现cost方法，用来返回Decaf（低咖啡因咖啡）的价格
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("4.00");
}
}
浓缩咖啡类
/**
* 浓缩咖啡类（一种具体饮料）
*/
public class Espresso extends Beverage {
/**
* 说明他是Espresso饮料
*/
public Espresso() {
description = "Espresso";
}
/**
* 实现cost方法，用来返回Espresso（浓缩咖啡）的价格
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("2.00");
}
}
调料装饰着抽象类：
/**
* @description 调料装饰着抽象类（继承自饮料抽象类）
*/
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
/**
* 所有的调料装饰者都必须重新实现getDescription()方法
* 这样才能够用递归的方式来得到所选饮料的整体描述
*
* @return
*/
public abstract String getDescription();
}
摩卡调料类：
/**
* 摩卡调料类（继承自CondimentDecorator）
*/
public class Mocha extends CondimentDecorator {
/**
* 用一个实例变量记录饮料，也就是被装饰者
*/
Beverage beverage;
/**
* 构造器初始化饮料变量
*
* @param beverage
*/
public Mocha(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
/**
* 在原来饮料的基础上添加上Mocha描述（原来的饮料加入Mocha调料，被Mocha调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ",Mocha";
}
/**
* 在原来饮料的基础上加上Mocha的价格（原来的饮料加入Mocha调料，被Mocha调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("0.2").add(beverage.cost());
}
}
豆浆调料类：
/**
* 豆浆调料类（继承自CondimentDecorator））
*/
public class Soy extends CondimentDecorator {
/**
* 用一个实例变量记录饮料，也就是被装饰者
*/
Beverage beverage;
/**
* 构造器初始化饮料变量
*
* @param beverage
*/
public Soy(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
/**
* 在原来饮料的基础上添加上Soy描述（原来的饮料加入Soy调料，被Soy调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ",Soy";
}
/**
* 在原来饮料的基础上加上Soy的价格（原来的饮料加入Soy调料，被Soy调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("0.3").add(beverage.cost());
}
}
奶泡调料类：
/**
* 奶泡调料类（继承自CondimentDecorator）
*/
public class Whip extends CondimentDecorator {
/**
* 用一个实例变量记录饮料，也就是被装饰者
*/
Beverage beverage;
/**
* 构造器初始化饮料变量
*
* @param beverage
*/
public Whip(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
/**
* 在原来饮料的基础上添加上Whip描述（原来的饮料加入Whip调料，被Whip调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ",Whip";
}
/**
* 在原来饮料的基础上加上Whip的价格（原来的饮料加入Whip调料，被Whip调料装饰）
*
* @return
*/
@Override
public BigDecimal cost() {
return new BigDecimal("0.4").add(beverage.cost());
}
}
咖啡馆（模拟顾客下单）：
/**
* 咖啡馆（供应咖啡）
*/
public class StarbuzzCoffee {
public static void main(String[] args) {
//订一杯Espresso(2.00)，不需要调料，打印出它的描述与价钱。
Beverage beverage = new Espresso();
System.out.println("Description: " + beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());
//制造出一个DarkRoast(3.00)对象,用Mocha(0.2)装饰它,用第二个Mocha(0.2)装饰它,用Whip(0.4)装饰它，打印出它的描述与价钱。
Beverage beverage2 = new DarkRoast();
beverage2 = new Mocha(beverage2);
beverage2 = new Mocha(beverage2);
beverage2 = new Whip(beverage2);
System.out.println("Description: " + beverage2.getDescription() + " $" + beverage2.cost());
//再来一杯调料为豆浆(Soy 0.3)、摩卡(Mocha 0.2)、奶泡(Whip 0.4)的Decaf（低咖啡因咖啡 4.00），打印出它的描述与价钱。
Beverage beverage3 = new Decaf();
beverage3 = new Soy(beverage3);
beverage3 = new Mocha(beverage3);
beverage3 = new Whip(beverage3);
System.out.println("Description: " + beverage3.getDescription() + " $" + beverage3.cost());
}
}
运行结果：
从以上，我们可以知道，当我们使用继承，导致子类膨胀，我们不想增加很多子类的情况下，将具体功能职责划分，同时继承装饰者超类，动态地给一个对象添加一些额外的职责便实现了我们的装饰者模式。
四、优缺点
- 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。
五、使用场景：
- 扩展一个类的功能。
- 动态增加功能，动态撤销。
实际使用：在java中I/O便使用了装饰者模式。
六、装饰者用到的设计原则：
- 多用组合，少用继承。
- 对扩展开放，对修改关闭。
