设计模式之装饰者模式
今天我们来学习一下装饰者模式。作为一名程序猿，相信许多人都跟我一样，在平时写代码的过程中，习惯使用继承。但是继承有时候会出现非常严重的问题，不过，没担心。装饰者模式将会给爱用继承的我们一个全新的设计眼界！
一、星巴兹咖啡的故事
我们通过一个生动有趣的例子来引出我们今天的主角--装饰者模式。
1、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：
2、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！
3、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，
①、调料价钱的改变会使我们更改现有代码。
②、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。
③、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）。
④、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：
/** * @author fan_rc@suixingpay.com * @description 饮料抽象类 * @date 2019/9/17 20:53 */ 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：
/** * @author fan_rc@suixingpay.com * @description 调料装饰着抽象类（继承自饮料抽象类） * @date 2019/9/17 20:56 */ 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()); } }
我们可以看到运行结果：
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
1、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。
2、缺点：多层装饰比较复杂。
五、使用场景：
1、扩展一个类的功能。
2、动态增加功能，动态撤销。
实际使用：这里我们说一下，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：
1、多用组合，少用继承。
2、对扩展开放，对修改关闭。
