设计模式之装饰者模式（Decorator Pattern）
一.什么是装饰者模式？
装饰者模式能够完美实现“对修改关闭，对扩展开放”的原则，也就是说我们可以在不修改被装饰者的前提下，扩展被装饰者的功能。
再来看看我们的文件操作代码：
|
1
|
InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)); |
被“包裹”在最内层的InputStream对象是new FileInputStream(file)，是基本的文件输入流，用BufferedInputStream对象来扩展它的功能，甚至我们还可以这样：
P.S.注意上面用到的动词——“包裹”，这就是装饰者模式的核心了
|
1
|
InputStream in = new LineNumberInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream(file))); |
继续添加一层新的装饰LineNumberInputStream，以扩展获取行号的功能，当然，我们还可以扩展更多的功能，只要继续添加新的装饰就好了
回过头来想想，我们给FileInputStream添加了一层层装饰，获得了一个个功能，在此过程中，我们实现了功能的动态扩展，但并没有修改被装饰者FileInputStream的任何东西。
这就是所谓的“对修改关闭，对扩展开放”原则。
二.举个例子
假设我们要开店卖Milk，可选的配料有摩卡Mocha（巧克力味），咖啡Coffee，冰水IceWater，当然，如果卖得好的话我们还打算引进新的饮料（Orange、Yoghurt等等）以及新的配料（Salt。。玩笑）
Milk本身有价格，并且会在节假日打折，各种不同的配料价格也不同，当然，我也可以点一杯加双份IceWater的Milk。。
-------
最容易想到的解决方案是：
定义一个Milk类，包含很多属性，例如hasMocha, hasCoffee, hasIceWater（用来表示已添加的配料），还需要discount属性（用来表示折扣信息）、cost属性（用来表示价格）
这就好了吗？不，除此之外我们还需要MochaNum, CoffeeNum, IceWaterNum（用来表示配料的份数，重口味顾客需要双份或者更多的配料。。）
问题解决了，可是这样做真的好吗？
考虑以下这些情况：
1.引进一种新的饮料Orange（我们需要定义一个Orange，几乎没有复用的部分，从零开始。。或者，我们可以定义一个Beverage基类，把饮料共有的部分放进去）
2.引进一种新的配料Salt（我们必须修改Milk类，添加hasSalt, SaltNum属性以满足加盐Milk需求。。）
。。。
现在看来我们的解决方案很差，不能适应任何变化，要扩展功能就可能必须修改已有的封装好的代码，而且还存在一个性能上的问题：计算饮料价格部分需要大量的if...else...结构，使得我们的代码很臃肿，且难以复用（不同饮料配料可能不同，计算价格的方法也不同）
-------
是时候尝试装饰者模式了
首先，因为被装饰者与装饰者必须要具有相同的超类（暂不解释为什么），所以，我们定义下面的Beverage基类：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
|
package DecoratorPattern;/** * @author ayqy * 定义Beverage超类，所有具体Beverage和Ingredient都必须扩展自此类 * */public abstract class Beverage { String desc = "Unknown Beverage";//定义饮料相关描述信息 float cost;//定义饮料的价格 public abstract float getCost();//定义cost方法返回该饮料的价格，子类必须实现此方法 public String getDesc(){ return desc; }} |
有了Beverage就可以开始定义被装饰者——Milk：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
|
package DecoratorPattern;/** * @author ayqy * 定义具体Beverage：Milk类 * */public class Milk extends Beverage{ float discount = 1;//定义折扣，节假日Milk可能会打折（默认不打折） public float getDiscount() { return discount; } public void setDiscount(float discount) { this.discount = discount; } public Milk(){ cost = 4.5f;//初始化Milk的价格 desc = "Milk";//初始化描述信息 } @Override public float getCost(){ return discount * cost;//返回打折后的价格 }} |
接下来是装饰者，因为装饰者具有一些不同于Beverage的特性，所以我们对其进行抽象：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
|
package DecoratorPattern;/** * @author ayqy * 定义Ingredient佐料类，继承自Beverage（在装饰者模式中，装饰者与被装饰者必须具有相同的超类） * */public abstract class Ingredient extends Beverage{ Beverage beverage;//需要添加该佐料的饮料 @Override public String getDesc() { return "(" + desc + ")" + beverage.getDesc();//佐料的描述应当带上括号，以区别佐料与饮料 } @Override public float getCost() { return cost + beverage.getCost();//配料没有折扣，直接返回其价格 + 饮料价格 } //在此添加其它Ingredient不同于Beverage的属性与行为} |
注意上面的getDesc与getCost方法，我们把计算价格与生成描述信息的责任完全委托给方法调用机制了，以至于代码是如此的简洁。。
下面定义具体配料——IceWater，Coffee，Mocha：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
|
package DecoratorPattern;/** * @author ayqy * 定义配料IceWater冰水 * */public class IceWater extends Ingredient{ public IceWater(Beverage bev) { cost = 0.5f; desc = "IceWater"; beverage = bev; }} |
一切准备就绪，我们的Milk小店可以开张了。。
三.效果示例
先定义一个测试类：
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
|
package DecoratorPattern;public class Test { public static void main(String[] args){ Beverage bev; System.out.println("做一杯加摩卡加咖啡的Milk。。"); bev = new Milk();//先做一杯Milk bev = new Mocha(bev);//添加Mocha bev = new Coffee(bev);//添加Coffee System.out.println(bev.getDesc() + " " + bev.getCost() + "￥"); System.out.println("做一杯加双份冰水双份摩卡的咖啡Milk。。"); bev = new Milk();//重新做一杯Milk bev = new IceWater(bev);//添加冰水 bev = new IceWater(bev);//添加冰水 bev = new Mocha(bev);//添加Mocha bev = new Mocha(bev);//添加Mocha bev = new Coffee(bev);//添加Coffee System.out.println(bev.getDesc() + " " + bev.getCost() + "￥"); //当然也可以这样写： Beverage bev = new Coffee(new Mocha(new Milk())); //对比我们熟悉的方法链: InputStream in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)); }} |
结果示例：
-------
效果不错吧，再考虑之前的扩展问题：
1.引进一种新的饮料Orange（我们需要定义一个Orange类继承自Beverage基类，可以复用Beverage基类中已有的部分，如果还不满意，当然也可以抽象出一个“具体饮料类ConcreteBeverage”，让Milk等其它饮料在此基础上扩展）
2.引进一种新的配料Salt（我们不必对Milk类做任何修改，只需要实现一种Salt配料，继承自Ingredient类就好了）
。。。
发现装饰者模式的优点了吗？
那么是时候泼一盆冷水了。。
四.装饰者模式的优缺点
缺点其实显而易见——你见过这么长的代码吗？
|
1
|
XObject o = new XDecorator(new XXDecorator(new XXXDecorator(new XXXXDecorator()))); |
嗯，它只是给被装饰对象做了三次功能扩展而已，当然，还可以更多。。也就意味着可以更长
而且，我们在使用时创建了很多小对象，就像这样：
|
1
2
3
4
5
6
|
bev = new Milk();//重新做一杯Milkbev = new IceWater(bev);//添加冰水bev = new IceWater(bev);//添加冰水bev = new Mocha(bev);//添加Mochabev = new Mocha(bev);//添加Mochabev = new Coffee(bev);//添加Coffee |
让一个不熟悉装饰者模式的人来读上面的代码，他能很快弄明白吗？
注意，上面的代码就解释了开篇提到的动词——“包裹”，对吗？
-------
优点：
除了上面提到的动态扩展优点，还有一个更重要的优点就是前面提到的getDesc与getCost方法
没错，我们可以利用这种调用机制来完成我们的操作（在装饰动作前或者装饰动作后添加我们的自定义操作就好了，例子里其实属于在装饰动作后添加操作），我们很轻易的达到了类似于递归的效果
这也就解释了“为什么装饰者与被装饰者要具有相同的超类？”，还需要更多一点的解释：
有一种设计原则是“多用组合，少用继承”，这里我们好像违背了这个原则吧
其实并没有违背原则，装饰者模式中的继承是为了获得类型的匹配，而不是为了利用继承来扩展类的行为，而“多用组合，少用继承”原则省略掉的前提条件是“（当我们需要扩展类的行为时）多用组合，少用继承”
<声明>作者水平有限 错误在所难免 欢迎指正</声明>
<邮箱>835412398@qq.com 交流方可进步</邮箱>
