设计模式 - 装饰者模式详解

Posted 2020-11-28 songjilong

基本定义

装饰者模式属于结构型模式，它可以动态的将新功能附加到对象上，同时又不改变其结构。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）。

模式结构

装饰者和被装饰者有相同的超类型，因为装饰者和被装饰者必须是一样的类型，利用继承是为了达到类型的匹配，而不是利用继承获取行为

• Component：装饰者和被装饰者共同的父类，是一个接口或者抽象类，用来定义基本行为
• ConcreteComponent：定义具体对象，即被装饰者
• Decorator：抽象装饰者，继承自 Component，从外类来扩展 ConcreteComponent。对于 ConcreteComponent来说，不需要知道Decorator的存在，Decorator 是一个接口或抽象类
• ConcreteDecorator：具体装饰者，用于扩展 ConcreteComponent

举例说明

在咖啡店客人想点一杯加两份糖一份牛奶的摩卡咖啡，各个商品的价格如下，我们需要根据用户点的咖啡、加的配料，动态的计算价格

商品	价格
拿铁咖啡（LatteCoffee）	4.5
摩卡咖啡（MochaCoffe）	5.5
糖（Sugar）	1.0
牛奶（Milk）	2.0

「实体类」 Coffee

public abstract class Coffee{
    public String des = "咖啡"; //描述
    private float price = 0.0f; //价格

    protected abstract float cost(); //计算费用
    
    //省略getter setter方法
}

「被装饰者」LatteCoffee

public class LatteCoffee extends Coffee{
    public LatteCoffee() {
        setDes("拿铁咖啡");
        setPrice(4.5f);
    }

    @Override
    protected float cost() {
        return getPrice();
    }
}

「被装饰者」MochaCoffee

public class MochaCoffee extends Coffee {
    public MochaCoffee() {
        setDes("摩卡咖啡");
        setPrice(5.5f);
    }

    @Override
    protected float cost() {
        return getPrice();
    }
}

「抽象装饰者」Decorator

public class Decorator extends Coffee {

    private Coffee coffee;

    public Decorator(Coffee drink) {
        this.coffee = drink;
    }

    @Override
    protected float cost() {
        return getPrice() + coffee.cost();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        return coffee.getDes() + "加" + super.getDes();
    }
}

「具体装饰者」SugarDecorator

public class SugarDecorator extends Decorator{
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
        setDes("糖");
        setPrice(1.0f);
    }
}

「具体装饰者」MilkDecorator

public class MilkDecorator extends Decorator{
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
        setDes("牛奶");
        setPrice(2.0f);
    }
}

「测试类」Client

public class Client {
    /**
     * 点一杯 加两份糖一份牛奶的摩卡咖啡
     */
    @Test
    public void test01() {
        Coffee order = new MochaCoffee();
        System.out.println(order.getDes() + "，价格：" + order.cost());
        //加两份糖
        order = new SugarDecorator(new SugarDecorator(order));
        System.out.println(order.getDes() + "，价格：" + order.cost());
        //加一份牛奶
        order = new MilkDecorator(order);
        System.out.println(order.getDes() + "，价格：" + order.cost());
    }
}

「结果」result

摩卡咖啡，价格：5.5
摩卡咖啡加糖加糖，价格：7.5
摩卡咖啡加糖加糖加牛奶，价格：9.5

在 Java IO 流中的应用

在上图所示的关系中

• 实体类是 InputStream
• 被装饰者是FileInputStream、StringBufferInputStream、ByteArrayInputStream
• 抽象装饰者是FilterInputStream
• 具体装饰者是BufferInputStream、DataInputStream、LineNumberInputStream

具体使用如下：

BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream("G:\a.txt"));

装饰者模式总结

1、利用继承设计子类，只能在编译时静态决定，并且所有子类都会继承相同的行为；利用组合扩展对象，就可以在运行时动态的进行扩展。

2、装饰者和被装饰者对象有相同的超类型，所以在任何需要原始对象（被装饰者）的场合，都可以用装饰过的对象代替原始对象。

3、可以用一个或多个装饰者包装一个对象（被装饰者）。

4、装饰者可以在所委托的装饰者行为之前或之后加上自己的行为，以达到特定的目的。

5、被装饰者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。

6、装饰者会导致出现很多小对象，如果过度使用，会让程序变得复杂。