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设计模式之“装饰者模式”

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设计模式之“装饰者模式”

装饰者模式

定义:指在不改变现有对象结构的情况下,动态地给该对象增加一些指责(即增加其额外功能)的模式,它属于对象结构型模式。

  • 装饰器是继承的有力补充,比继承灵活,在不改变原有对象的情况下,动态的给一个对象扩展功能,即插即用
  • 通过使用不用装饰类及这些装饰类的排列组合,可以实现不同效果
  • 装饰器模式完全遵守开闭原则

其主要缺点是:装饰器模式会增加许多子类,过度使用会增加程序得复杂性。

模式的结构

装饰器模式主要包含以下角色。

  1. 抽象构件(Component)角色:定义一个抽象接口以规范准备接收附加责任的对象。
  2. 具体构件(ConcreteComponent)角色:实现抽象构件,通过装饰角色为其添加一些职责。
  3. 抽象装饰(Decorator)角色:继承抽象构件,并包含具体构件的实例,可以通过其子类扩展具体构件的功能。
  4. 具体装饰(ConcreteDecorator)角色:实现抽象装饰的相关方法,并给具体构件对象添加附加的责任。

装饰器模式的结构图如图所示:

案例

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。

方案一

方案设计如图:

问题分析
  • Drink 是一个抽象类,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,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。
  • Espress && Milk就是单品咖啡+调料,这个组合很多。
  • 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。
方案二

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,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)

问题分析
  • 方案2可以控制类的数量,不至于造成很多的类。
  • 在增加或者删除调料种类时,代码的维护量很大。
  • 在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。
  • 考虑使用装饰者模式
方案三(装饰模式)

方案设计如图:

分析

这里主体跟实体大致不变,主要在抽象主体与调料中间添加了一个中间层。中间层的作用就是在调用cost的时候,他是要进行费用的叠加的,还有一个重要的就是中间层引入了一个Drink对象,这个对象其实包含着被装饰的对象,这个被装饰的对象,在调用coat的时候我们会获取他的费用,然后通过递归的放方式去获取这一级所有费用、同时具体装饰的名字可以通过getDescription()获取。就是外面包装那么多东西,也可以获取出来。

例如
装饰者模式下的举例订单:2份巧克力+一份牛奶的LongBlack

代码实现

抽象类

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();
}

这里在单品咖啡和抽象类之间加了一个中间层:

public class Coffee extends Drink{

    @Override
    public float cost() {
        return super.getPrice();
    }
}

四种单品咖啡实现类:

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 ShortBlack extends Coffee {
    public ShortBlack(){
        setDes("shortblack");
        setPrice(4.0f);
    }
}
public class Decaf extends Coffee{
    public Decaf(){
        setDes("decaf");
        setPrice(7.0f);
    }
}

将单品咖啡和调料组合,并实现价格计算:

public class Decorator extends Drink{
    private Drink obj;

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

    @Override
    public float cost() {
        //getPrice 自己的价格
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        //obj.getDes() 输出被装饰者的信息
        return super.des + " " + super.getPrice() +  " && " + obj.getDes();
    }
}

三种调料实现类:

public class Milk extends Decorator{

    public Milk(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes("牛奶");
        setPrice(2.0f);
    }
}
public class Soy extends Decorator{
    public Soy(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes("豆浆");
        setPrice(1.5f);
    }
}
//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
    }
}

测试类

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.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 加一份牛奶
        order = new Milk(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 描述=" + order.getDes());

        //3.order 加入一份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 加入一份巧克力 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 加入一份巧克力 描述=" + order.getDes());

        //4.order 再加入一份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 加入一份巧克力  再加入一份巧克力 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 加入一份巧克力  再加入一份巧克力 描述=" + order.getDes());
    }
}

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