9.装饰着模式

Posted 2021-08-04 客官不爱喝酒

装饰着模式

• • 1.星巴克咖啡订单项目
  • 2.装饰者模式定义
  • 3.装饰者模式解决咖啡订单
  • 4.JDK IO流使用的装饰者设计模式

1.星巴克咖啡订单项目

• 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)
• 调料： Milk、 Soy(豆浆)、 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

方案1：解决星巴克咖啡订单问题分析

• Drink 是一个抽象父类，表示饮料
• des 就是对咖啡的描述，比如咖啡的名字
• cost() 方法就是计算费用， 在 Drink 类中做成一个抽象方法
• Decaf 就是单品咖啡， 继承 Drink，并实现 cost() 方法
• 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

前面分析到方案 1 中，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(如图)

说明：milk、soy、chocolate 可以设计为Boolean，表示是否要添加相应的调料
方案 2 优缺点分析

• 方案 2 可以控制类的数量，不至于造成很多的类
• 在增加或者删除调味品种类时，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 整形值
• 考虑使用装饰者模式

2.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

  装饰者模式(Decorator)原理

• 装饰者模式就像打包一个快递

  • 主体： 比如陶瓷、衣服 ，即 Component，被装饰者
  • 包装：比如报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板，即 Decorator，装饰者

• Component 主体类：比如类似前面的 Drink

• 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，装饰者里面聚合了一个 Component 的具体实现类

• 在如图的Component与ConcreteComponent之间，如果实现类 ConcreteComponent 有很多，还可以设计一个缓冲层，将共有的部分提取出来，抽象出一个缓冲层

3.装饰者模式解决咖啡订单

• Drink类就是前面说的抽象类，即 Component 主体类
• 由于单品咖啡种类较多，设计Coffee 抽象类作为缓冲层，Coffee 抽象层的实现类就是被装饰类，比如 ShortBlack、Decaf 等就是单品咖啡
• Decorator 是一个装饰类，继承了 Drink 类，并且聚合了一个被装饰的对象(Drink obj)，Decorator 的 cost() 方法进行一个费用的叠加计算
• 各种调味品，比如 Chocolate、Milk、Soy 等，继承 Decorator 装饰类，聚合（装饰）了一个被装饰者
  

Drink：即 Component 主体类，其中定了义一个抽象方法 cost()，用于计算订单费用

/**
 * @author compass
 * @version 1.0
 * @date 2021-07-08 14:11
 */
public abstract class Drink {

    public String des; // 描述
    private float price = 0.0f; // 价格

    // 计算费用的抽象方法，由子类来实现
    public abstract float cost();

    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;
    }

}

Coffee：被装饰者的抽象父类，因为具体的单品咖啡品种太多，所以我们将 Coffee 抽象类作为缓冲层

/**
 * @author compass
 * @version 1.0
 * @date 2021-07-08 14:12
 */
public class Coffee  extends Drink{
    @Override
    public float cost() {
        return super.getPrice();
    }
}

Espresso、LongBlack、ShortBlack、DeCaf：被装饰者的具体实现类

/**
 * @author compass
 * @version 1.0
 * @date 2021-07-08 14:13
 */
public class Espresso extends Coffee {
    public Espresso() {
        setDes(" 意大利咖啡 ");
        setPrice(6.0f);
    }
}

 class LongBlack extends Coffee {
    public LongBlack() {
        setDes(" longblack ");
        setPrice(5.0f);
    }
}

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

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

Decorator：装饰者的抽象父类，该类实现了 Drink 接口，同时 Decorator 中聚合了一个 Drink 的具体实现类的对象，cost() 方法用于计算【装饰者（调味品） + 被装饰者（咖啡）】的费用

// 装饰者
public class Decorator extends Drink {

    private Drink obj; // 聚合一个单品咖啡（被装饰者）

    public Decorator(Drink obj) {
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public float cost() {
        // super.getPrice：调味品（装饰者）的价格
        // obj.cost()：单品咖啡（被装饰者）的价格
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        // des：调味品（装饰者）的描述信息
        // getPrice()：调味品（装饰者）的价格
        // obj.getDes()：单品咖啡（被装饰者）的信息
        return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
    }

}

Chocolate、Milk、Soy：装饰者的具体实现类

/**
 * @author compass
 * @version 1.0
 * @date 2021-07-08 14:14
 */
//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
    }
}

 class Milk extends Decorator {
    public Milk(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes(" 牛奶 ");
        setPrice(2.0f);
    }
}

 class Soy extends Decorator {
    public Soy(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes(" 豆浆  ");
        setPrice(1.5f);
    }
}

CoffeeBar：客户端，发出咖啡订单请求

/**  装饰者设计模式
 * @author compass
 * @version 1.0
 * @date 2021-07-08 14:14
 */
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+LongBlack

        // 1. 点一份 LongBlack
        Drink order = new LongBlack();
        System.out.println("LongBlack的费用=" + order.cost());
        System.out.println("LongBlack的描述=" + 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("===========================");

        // 牛奶+无卡咖啡
        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());

    }

}

使用装饰者模式，程序的扩展性特别强，比如我们想添加一个新的单品咖啡种类：DefCafe，我们只需让此类继承 Coffee 抽象父类即可，其他部分的代码无须作任何修改

4.JDK IO流使用的装饰者设计模式

1. InputStream 是(被)装饰者的抽象父类，类似我们前面讲的 Drink
   2.FileInputStream是InputStream 子类，为具体的被装饰者，类似我们前面的 DeCaf，LongBlack
2. FilterInputStream是InputStream子类，为装饰者的抽象父类，类似我们前面 的 Decorator装饰者
3. DataInputStream是 FilterInputStream子类，为具体的装饰者，类似前面的 Milk，Soy 等
4. FilterInputStream类中有protected volatile InputStream in;代码，即其中含有被装饰者
5. 分析得出在jdk 的io体系中，就是使用装饰者模式