装饰者设计模式
在现实生活中,常常需要对现有产品增加新的功能或美化其外观,如房子装修、相片加相框等。在软件开发过程中,有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下,可以动态地扩展其功能。所有这些都可以釆用装饰模式来实现。
装饰模式的定义与特点
装饰(Decorator)模式的定义:指在不改变现有对象结构的情况下,动态地给该对象增加一些职责(即增加其额外功能)的模式,它属于对象结构型模式。
- 采用装饰模式扩展对象的功能比采用继承方式更加灵活。
- 可以设计出多个不同的具体装饰类,创造出多个不同行为的组合。
其主要缺点是:装饰模式增加了许多子类,如果过度使用会使程序变得很复杂。
UML类图
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
代码示例
首先抽象出一个Drink
类,它是一个抽象构件(Component)角色:定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象
public abstract class Drink {
public String des; // 描述
private float price = 0.0f;
// 省略setter and getter方法
//计算费用的抽象方法
//子类来实现
public abstract float cost();
接下来是具体构件角色,但在这里,我们有Espresso
,ShortBlack
、LongBlack
等,所以我们定义一个Coffee的缓冲层,因为获取价格的这个方法,下放到具体子类也是一样的,所有加了一个缓冲层。
public class Coffee extends Drink {
@Override
public float cost() {
// TODO Auto-generated method stub
return super.getPrice();
}
}
接下来就是一个具体的构件角色了,
public class Espresso extends Coffee {
public Espresso() {
setDes(" 意大利咖啡 ");
setPrice(6.0f);
}
}
public class LongBlack extends Coffee {
public LongBlack() {
setDes(" longblack ");
setPrice(5.0f);
}
}
public class ShortBlack extends Coffee{
public ShortBlack() {
setDes(" shortblack ");
setPrice(4.0f);
}
}
public class DeCaf extends Coffee {
public DeCaf() {
setDes(" 无因咖啡 ");
setPrice(1.0f);
}
}
以上是四个具体的构件角色。
现在要往咖啡中加调料:Milk、Soy(豆浆)、Chocolate 等
我们也是通过抽象装饰(Decorator)角色:继承抽象构件,并包含具体构件的实例,可以通过其子类扩展具体构件的功能。
public class Decorator extends Drink {
private Drink obj;
public Decorator(Drink obj) { //组合
// 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();
}
}
抽象装饰中聚合了Drink obj,那后续在使用中,我们通过具体传入Espresso
、ShortBlack
等来装配。
具体装饰
public class Milk extends Decorator {
public Milk(Drink obj) {
super(obj);
// TODO Auto-generated constructor stub
setDes(" 牛奶 ");
setPrice(2.0f);
}
}
public class Soy extends Decorator{
public Soy(Drink obj) {
super(obj);
// TODO Auto-generated constructor stub
setDes(" 豆浆 ");
setPrice(1.5f);
}
}
//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
}
}
使用测试
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());
}
}
测试结果:
费用1=5.0
描述= longblack
order 加入一份牛奶 费用 =7.0
order 加入一份牛奶 描述 = 牛奶 2.0 && longblack
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 费用 =10.0
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = 巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && longblack
order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 费用 =13.0
order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 = 巧克力 3.0 && 巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && longblack
===========================
order2 无因咖啡 费用 =1.0
order2 无因咖啡 描述 = 无因咖啡
order2 无因咖啡 加入一份牛奶 费用 =3.0
order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 = 牛奶 2.0 && 无因咖啡
以上就是装饰者设计模式的简单应用了,JDK源码中的IO流就充分使用了装饰者设计模式。
IO流中的装饰者设计模式
以InputStream为例,
InputStream
就是抽象构件(Component)角色
FilterInputStream
就是抽象装饰角色(Decorator),继承并持有一个InputStram的引用
剩下两个角色自己对应,