装饰器模式（从放弃到入门）

Posted 2022-12-05 DakerYi

装饰器模式（从放弃到入门）

@(设计模式)

前面介绍了两篇设计模式，策略模式和观察者模式，其实自己也是在学习阶段，感觉收益很大。所以想继续分享，把java中的23中设计模式都总结一遍，在以后才能在实践中灵活运用。感兴趣的童鞋可以看看前面分享的两篇：
策略模式
观察者模式

前面两篇都是上来就是例子，需求，我想改变一下套路，今天先介绍装饰器的理论结构，再说例子。还是要再声明：例子来自于《HeadFirst 设计模式》，推荐大家看看原书，写得很浅显易懂。

理论知识

实际问题

今天的例子是一个 coffe 的例子，相信大家都去星巴克喝过咖啡，或者奶茶，我们在买coffe的时候，首先选择一个基本的coffe类型，比如 卡布奇洛，然后添加各种佐料：摩卡，豆浆，蒸奶等。基本类型是基础价，佐料又要宁外算钱。（真是聪明）

现在当前的系统设计是：

本来想自己画UML图，发现自己画也一样，还损失了书上一些重要信息，所以直接盗图好了，大家不要介意。
Beverage: 饮料，抽象类，getDescription() 返回描述（类型，佐料…），cost() 抽象方法，每种饮料话费不一样，所以子类自己去实现。
然后派生了4中饮料的子类： HoseBlend, DarkRoast, Decaf, Espresso（尼玛，我都没喝过），分别实现 cost方法，返回价格。

代码很简单，这里就不贴了，然后这个时候，如果饮料有100种，呵呵，这种设计类图就是这样：

类爆炸！这种设计，明显重用率太低，好吧，换种思路，我们把所有的佐料的放到公共父类中，让所有子类都拥有所有的佐料，只是在类中判断到底加没加，例如这样：

代码：

Beverage .java

public abstract class Beverage 
    protected String description;

    protected boolean milk;
    protected boolean soy;
    protected boolean mocha;
    protected boolean whip;

    public Beverage()
        this.description = "unknown beverage";
    

    public String getDescription() 
        return description;
    

    public abstract double cost();

HoseBlend.java

public class HoseBlend extends Beverage 

    public HoseBlend() 
        description = "HoseBlend";

        milk = true;
        soy = false;
        mocha = false;
        whip = false;
    

    public double cost() 
        double money = 10.0;
        if (milk)
            money += 2.0;
        if (soy)
            money += 3.0;
        if (mocha)
            money += 3.0;
        if (whip)
            money += 2.0;
        return money;
    

使用：

Beverage hoseBlend = new HoseBlend();
System.out.println(hoseBlend.getDescription());
System.out.println(hoseBlend.cost());

其他类省略了，当然这里写得不规范，每种佐料的价格应该写成常量，这里直接用了数字，这里不是重点。这样的类设计出来，我们可以用一段话来描述：一个抽象的Beverage类，里面包含了很多佐料，子类决定是否添加这些佐料，并且计算初始价格和佐料价格。

与前一种不同的是，这种更加规范，父类决定了所有的佐料和价格，只是你填不填加，自己决定。突然想到了一种更好的方法，为何不让Beverage去计算价格呢？

Beverage.java

public abstract class Beverage 
    protected String description;
    protected double money;

    public Beverage()
        this.description = "unknown beverage";
        this.money = 10.0;
    

    public String getDescription() 
        return description;
    

    public double cost()
        return money;
    

    public void addMilk() 
        this.money += 2.0;
    

    public void addSoy()
        this.money += 3.0;
    

    public void addMocha()
        this.money += 3.0;
    

    public void addWhip()
        this.money += 2.0;
    

添加4中 addXXX() 方法，然后计算money，将计算价格留给父类，子类只需要添加佐料：

HoseBlend .java

public class HoseBlend extends Beverage 
    public HoseBlend() 
        description = "HoseBlend";
        addMilk();
    

感觉这样写重用可以更好，并且子类工作也更少了。呵呵，书上没写，自己瞎想的。但是上面的这种设计，当遇到添加一种佐料时，都必须修改Beverate类，在设计模式原则中有一个非常重要的原则，就是开闭原则：对扩展开放，对修改关闭。上面的几种设计都存在一定的问题。我们来看看今天的主角，装饰器模式，怎么来完成。

装饰器模式

先来看一张形象的图：

最里层的 DarkRoast 是饮料类型外面添加一层 Mocha, 再外层添加 Whip。最终cost() 就从最外层，一直调用到最里层，累加得到价格，呵呵，是不是有点像递归，对多态的递归，看看类结构：

当然这是在最初，我们类爆炸那个例子中的结构扩展的：
Beverage依然是那个抽象类，依然有4种饮料继承与它。不同的是，多了一个 CondimentDecorator，继承于 Beverage，然后4种佐料都继承与 CondimentDecorator，并都包含一个 beverage 的引用，表示自己装饰的对象。

好了，看看代码：

Beverage .java 还是长这样

public abstract class Beverage 
    protected String description;

    public Beverage()
        this.description = "unknown beverage";
    

    public String getDescription() 
        return description;
    

    public abstract double cost();

HouseBlend .java 第一种饮料，最低10.0元

public class HouseBlend extends Beverage 

    public HouseBlend()
        description = "HoseBlend";
    

    public double cost() 
        return 10.0;
    

DarkRoast.java 第二种饮料，最低12.0元

public class DarkRoast extends Beverage 

    public DarkRoast()
        description = "DarkRoast";
    

    public double cost() 
        return 12.0;
    

CondimentDecorator .java 让子类都重写getDescription() 方法

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage 
    public abstract String getDescription();

Milk.java : 牛奶，每加一份2.0 元

public class Milk extends CondimentDecorator 

    Beverage beverage;

    public Milk(Beverage beverage) 
        this.beverage = beverage;
    

    public String getDescription() 
        return this.beverage.getDescription() + "," + "Milk";
    

    public double cost() 
        return this.beverage.cost() + 2.0;
    

Mocha.java 摩卡，每份3.0元

public class Mocha extends CondimentDecorator 

    Beverage beverage;

    public Mocha(Beverage beverage) 
        this.beverage = beverage;
    

    public String getDescription() 
        return this.beverage.getDescription() + "," + "Mocha";
    

    public double cost() 
        return this.beverage.cost() + 3.0;
    

Soy.java 酱油，每份3.0元

public class Soy extends CondimentDecorator 

    Beverage beverage;

    public Soy(Beverage beverage) 
        this.beverage = beverage;
    

    public String getDescription() 
        return this.beverage.getDescription() + "," + "Soy";
    

    public double cost() 
        return this.beverage.cost() + 3.0;
    

好了，看看我们怎么调用：

public class Main 
    public static void main(String[] args) 
        Beverage b1 = new HouseBlend();
        System.out.println(b1.getDescription() + " $" + b1.cost());

        Beverage b2 = new DarkRoast();
        b2 = new Mocha(b2);
        b2 = new Soy(b2);
        b2 = new Milk(b2);
        System.out.println(b2.getDescription() + " $" + b2.cost());
    

输出：

HoseBlend $10.0
DarkRoast,Mocha,Soy,Milk $20.0

总结

1. 解耦合了吧，饮料和佐料分开，想怎么加怎么加，如果要添加新饮料或者佐料，只需继续添加，而无需修改以前的结构。这就是对扩展开放，对修改关闭。
2. 我前面提到了一句话：递归多态，哈哈哈，自己瞎编的！为什么会出现这种结果，如果你对多态熟悉的话，就很好理解了，看上面代码的 b2：
   
   • 为什么 Milk 可以赋值给 Beverage , 因为 Milk 的父类继承于 Beverage
   • b2调用 cost() 是调用 Milk 的 cost() = 2.0+ this.beverage.cost(), this.beverage指向的是　上一个b2，及 Soy, Soy调用cost(), 及调用 Mocha.cost() + 3.0 … , 知道最后调用 beverage 的 cost() , 是不是很像递归。

再一句话概括装饰者模式吧：

装饰者模式，就是装饰者(Docorator)需要继承与被装饰者(Component)，并且持有被装饰者的引用(Component)，从而可以通过复写，在原来 Component 的基础上对方法做一定的修饰。