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设计模式-装饰者模式
1. 案例引出装饰者模式
星巴克咖啡订单项目
- 咖啡种类：Espresso(意大利浓咖啡)、LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡)
- 调料：Milk、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。- 传统实现方式如下：
传统实现方式分析：
- Drink 是一个抽象类，表示抽象饮料。
- description 就是对咖啡的描述, 比如咖啡的名字、受欢迎程度等
- 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, 并实重写 cost方法。
- 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，就会出现
类爆炸。
改进传统方案：
- 前面分析到传统方案 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：
- 说明: milk,chocolate 可以设计为 Boolean,表示是否要添加相应的调料。
改进后解决星巴克咖啡订单问题的方案分析
- 改进后可以控制类的数量，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
- 下面我们看一下设计模式中的装饰模式，见识一下它的力量…
2. 装饰者模式
2.1 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。
2.2 装饰者模式原理
装饰者模式就像打包一个快递
主体：比如：陶瓷、衣服，是被装饰者 Component
包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板，是装饰着Decorator
- Component 主体：比如类似前面的 Drink
- ConcreteComponent 和 Decorator
- ConcreteComponent：具体的主体，比如前面的各个单品咖啡
- Decorator: 装饰者，比如各调料.
- 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。
2.3 装饰者模式解决星巴克咖啡订单问题
2.4 代码实现
结合着上图来看：
抽象类Drink以及其子类
// 抽象类Drink
public abstract class Drink {
// 描述
public String des;
// 价格
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();
}
// 缓冲层Coffee
public class Coffee extends Drink {
@Override
public float cost() {
return super.getPrice();
}
}
// 具体的单品咖啡ShortBlack
public class ShortBlack extends Coffee{
public ShortBlack() {
setDes(" shortblack ");
setPrice(4.0f);
}
}
// 具体的单品咖啡LongBlack
public class LongBlack extends Coffee {
public LongBlack() {
setDes(" longblack ");
setPrice(5.0f);
}
}
装饰者Decorator着及其子类☆
关键体现在Decorator这个类中：
Decorator继承Drink类Decorator聚合Drink类Decorator组合Drink类
// 装饰者
public class Decorator extends Drink {
// 聚合
private Drink obj;
// 组合
public Decorator(Drink obj) {
this.obj = obj;
}
@Override
public float cost() {
// getPrice 自己价格
return super.getPrice() + obj.cost();
}
@Override
public String getDes() {
// obj.getDes() 输出被装饰者的信息
return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
}
}
//具体的Decorator， 这里就是调味品Chocolate
public class Chocolate extends Decorator {
public Chocolate(Drink obj) {
super(obj);
setDes(" 巧克力 ");
setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
}
}
//具体的Decorator， 这里就是调味品Milk
public class Milk extends Decorator {
public Milk(Drink obj) {
super(obj);
// TODO Auto-generated constructor stub
setDes(" 牛奶 ");
setPrice(2.0f);
}
}
测试星巴克咖啡下单
装饰者模式下的订单：2份巧克力+ 1份牛奶的LongBlack
public class CoffeeBar {
public static void main(String[] args) {
// 装饰者模式下的订单：2份巧克力+一份牛奶的LongBlack
// 1. 单点一份 LongBlack
Drink order = new LongBlack();
System.out.println("费用1=" + order.cost());
System.out.println("描述=" + order.getDes());
// 2. 订单 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. 订单 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. 装饰者模式在 JDK IO源码体现分析
Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者，源码如下，通过源码我们发现FilterInputStream与我们之前的Decorator有以下相同特征：
FilterInputStream装饰者继承InputStreamFilterInputStream装饰者聚合InputStreamFilterInputStream装饰者组合InputStream
public class FilterInputStream extends InputStream {
/**
* 要过滤的输入流。这里使用聚合
*/
protected volatile InputStream in;
/**
* 通过将参数赋值给字段this来创建FilterInputStream。以便记住以后使用。
*
*/
protected FilterInputStream(InputStream in) {
this.in = in;
}
// ...
}
下面是JDK IO源码InputStram中的源码的UML类图，你只要了解FilterInputStream类与抽象类InputStream之间的关系（继承，组合，聚合），然后就很容易理解了。
