Java设计模式之装饰者模式

Posted 2021-06-20 活跃的咸鱼

由于之前学完了尚硅谷韩顺平老师的Java设计模式，为了方便复习总结与更好理解设计模式特此记录下来

我们通过一个星巴克咖啡订单项目来引出装饰者模式

星巴克咖啡订单项目

星巴克咖啡订单项目（咖啡馆）：

1. 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)
2. 调料：Milk、Soy(豆浆)、Chocolate
3. 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
4. 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。

先来看一个差的解决法案：

方案1-解决星巴克咖啡订单问题分析

1. Drink 是一个抽象类，表示饮料
2. des就是对咖啡的描述, 比如咖啡的名字
3. cost() 方法就是计算费用，Drink 类中做成一个抽象方法.
4. Decaf 就是单品咖啡， 继承Drink, 并实现cost
5. Espress && Milk 就是单品咖啡+调料， 这个组合很多
6. 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，类的数量就会倍增，就会出现类爆炸

方案2-解决星巴克咖啡订单(好点）

前面分析到方案1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。

方案2-的问题分析

1. 方案2可以控制类的数量，不至于造成很多的类
2. 在增加或者删除调料种类时，代码的维护量很大
3. 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
4. 考虑使用 装饰者 模式

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)。
其类图如下：

1. 装饰者模式就像打包一个快递
   主体：比如：陶瓷、衣服 (Component) // 被装饰者
   包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板(Decorator)。
2. Component
   主体：比如类似前面的Drink
3. 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.
4. 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。

用装饰者模式设计的方案

装饰者模式咖啡订单项目应用实例

Component类：

public abstract class Drink {

    public String des; // 描述
    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();

}

Decorator: 装饰者

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();
    }
}

ConcreteComponent类

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 DeCaf extends Coffee {

    public DeCaf() {
        setDes(" 无因咖啡 ");
        setPrice(1.0f);
    }
}
public class ShortBlack extends Coffee{

    public ShortBlack() {
        setDes(" shortblack ");
        setPrice(4.0f);
    }
}

ConcreteDecorator

//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
    }

}
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);
    }

}

测试类：

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());


    }

}

装饰者模式在JDK应用的源码分析

Java的IO结构，FilterInputStream就是一个装饰者

1. InputStream 是抽象类, 类似我们前面讲的 Drink
2. FileInputStream 是 InputStream 子类，类似我们前面的 DeCaf,LongBlack
3. FilterInputStream 是 InputStream 子类：类似我们前面 的 Decorator 修饰者
4. DataInputStream 是 FilterInputStream 子类，具体的修饰者，类似前面的 Milk, Soy 等
5. FilterInputStream 类 有 protected volatile InputStream in; 即含被装饰者