設計模式之裝飾者模式

　　今天咱們來學習一下裝飾者模式。做爲一名程序猿，相信許多人都跟我同樣，在平時寫代碼的過程當中，習慣使用繼承。可是繼承有時候會出現很是嚴重的問題，不過，沒擔憂。裝飾者模式將會給愛用繼承的咱們一個全新的設計眼界！

1、星巴茲咖啡的故事

　　咱們經過一個生動有趣的例子來引出咱們今天的主角--裝飾者模式。

　　一、如今呢，有一個咖啡館，它有一套本身的訂單系統，當顧客來咖啡館的時候，能夠經過訂單系統來點本身想要的咖啡。他們原先的設計是這樣子的：

 

 

 　　二、此時、咖啡館爲了吸引更多的顧客，須要在訂單系統中容許顧客選擇加入不一樣調料的咖啡，例如：蒸奶（Steamed Milk）、豆漿（Soy）、摩卡（Mocha，也就是巧克力風味）或覆蓋奶泡。星巴茲會根據所加入的調料收取不一樣的費用。因此訂單系統必須考慮到這些調料部分。

　　下面是他們的第一次嘗試：

 

 

 　　這種設計確定是不行的，簡直分分鐘把人逼瘋的節奏，有木有！

　　三、這時，有我的提出了新的方案，利用實例變量和繼承，來追蹤這些調料。

　　　　具體爲：先從Beverage基類下手，加上實例變量表明是否加上調料（牛奶、豆漿、摩卡、奶泡……），

　　

 

 

 

 

 

 　　這種設計雖然知足瞭如今的需求，可是咱們想一下，若是出現下面狀況，咱們怎麼辦，

　　　　①、調料價錢的改變會使咱們更改現有代碼。

　　　　②、一旦出現新的調料，咱們就須要加上新的方法，並改變超類中的cost()方法。

　　　　③、之後可能會開發出新飲料。對這些飲料而言（例如：冰茶），某些調料可能並不適合，可是在這個設計方式中，Tea（茶）子類仍將繼承那些不適合的方法，例如：hasWhip()（加奶泡）。

　　　　④、萬一顧客想要雙倍摩卡咖啡，怎麼辦？

　　很明顯，上面的設計並不可以從根本上解決咱們所碰到的問題。而且這種設計違反了 開放關閉原則（類應該對擴展開放，對修改關閉。）。

　　那咱們怎麼辦呢？好啦，裝飾者能夠很是完美的解決以上的全部問題，讓咱們有一個設計很是nice的咖啡館。

2、定義

　　裝飾者模式：動態地將責任附加到對象上。若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案。

3、實現

　　下面咱們就利用裝飾者模式來實現一個全新的咖啡館。

　　一、咱們要以飲料爲主體，而後在運行時以調料來「裝飾」（decorate）飲料。比方說，若是顧客想要摩卡和奶泡深焙咖啡，那麼，要作的是：

　　　　①、拿一個深焙咖啡（DarkRoast）對象

　　　　②、以摩卡（Mocha）對象裝飾它

　　　　③、以奶泡（Whip）對象裝飾它

　　　　④、調用cost()方法，並依賴委託（delegate）將調料的價錢加上去。

　　好了！可是如何「裝飾」一個對象，而「委託」又要如何與此搭配使用呢？那就是把裝飾者對象當成「包裝者」。讓咱們看看這是如何工做的：

 

 

 

 

 

 

 

 

 　　二、設計

　　咱們將咱們所知道的寫下來：

　　　　①、裝飾者和被裝飾對象有相同的超類型。

　　　　②、你能夠用一個或多個裝飾者包裝一個對象。

　　　　③、既然裝飾者和被裝飾對象有相同的超類型，因此在任何須要原始對象（被包裝的）的場合，能夠用裝飾過的對象代替它。

　　　　④、裝飾者能夠在所委託被裝飾者的行爲以前與 / 或以後，加上本身的行爲，以達到特定的目的。

　　　　⑤、對象能夠在任什麼時候候被裝飾，因此能夠在運行時動態地、不限量地用你喜歡的裝飾者來裝飾對象。

　　下面，咱們來看一下裝飾者模式的類圖：

 

 

　　利用裝飾者模式來實現咱們的訂單系統的類圖：

 

 

 　　咱們已經將訂單系統設計完畢，下面讓咱們用代碼來實現它吧！

　　三、代碼實現：

　　　　飲料抽象類：

/**
 * @author fan_rc@suixingpay.com
 * @description 飲料抽象類
 * @date 2019/9/17 20:53
 */
public abstract class Beverage {

    String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    /**
     * cost方法是用來返回飲料的價錢（需在具體類中本身實現）
     *
     * @return
     */
    public abstract BigDecimal cost();
}

　　　　深焙咖啡類：

/**
 * 深焙咖啡類（一種具體的飲料）
 */
public class DarkRoast extends Beverage {

    /**
     * 說明他是DarkRoast飲料
     */
    public DarkRoast() {
        description = "DarkRoast";
    }

    /**
     * 實現cost方法，用來返回DarkRoast（深焙咖啡）的價格
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("3.00");
    }
}

　　　　低咖啡因咖啡類：

/**
 * 低咖啡因咖啡類（一種具體的飲料）
 */
public class Decaf extends Beverage {

    /**
     * 說明他是Decaf飲料
     */
    public Decaf() {
        description = "Decaf";
    }

    /**
     * 實現cost方法，用來返回Decaf（低咖啡因咖啡）的價格
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("4.00");
    }
}

　　　　濃縮咖啡類：

/**
 * 濃縮咖啡類（一種具體飲料）
 */
public class Espresso extends Beverage {

    /**
     * 說明他是Espresso飲料
     */
    public Espresso() {
        description = "Espresso";
    }

    /**
     * 實現cost方法，用來返回Espresso（濃縮咖啡）的價格
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("2.00");
    }
}

　　　　調料裝飾着抽象類：

/**
 * @author fan_rc@suixingpay.com
 * @description 調料裝飾着抽象類（繼承自飲料抽象類）
 * @date 2019/9/17 20:56
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {

    /**
     * 全部的調料裝飾者都必須從新實現getDescription()方法
     * 這樣纔可以用遞歸的方式來獲得所選飲料的總體描述
     *
     * @return
     */
    public abstract String getDescription();
}

　　　　摩卡調料類：

/**
 * 摩卡調料類（繼承自CondimentDecorator）
 */
public class Mocha extends CondimentDecorator {

    /**
     * 用一個實例變量記錄飲料，也就是被裝飾者
     */
    Beverage beverage;

    /**
     * 構造器初始化飲料變量
     *
     * @param beverage
     */
    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上添加上Mocha描述（原來的飲料加入Mocha調料，被Mocha調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Mocha";
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上加上Mocha的價格（原來的飲料加入Mocha調料，被Mocha調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("0.2").add(beverage.cost());
    }
}

　　豆漿調料類：

/**
 * 豆漿調料類（繼承自CondimentDecorator））
 */
public class Soy extends CondimentDecorator {

    /**
     * 用一個實例變量記錄飲料，也就是被裝飾者
     */
    Beverage beverage;

    /**
     * 構造器初始化飲料變量
     *
     * @param beverage
     */
    public Soy(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上添加上Soy描述（原來的飲料加入Soy調料，被Soy調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Soy";
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上加上Soy的價格（原來的飲料加入Soy調料，被Soy調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("0.3").add(beverage.cost());
    }
}

　　　　奶泡調料類：

/**
 * 奶泡調料類（繼承自CondimentDecorator）
 */
public class Whip extends CondimentDecorator {

    /**
     * 用一個實例變量記錄飲料，也就是被裝飾者
     */
    Beverage beverage;

    /**
     * 構造器初始化飲料變量
     *
     * @param beverage
     */
    public Whip(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上添加上Whip描述（原來的飲料加入Whip調料，被Whip調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Whip";
    }

    /**
     * 在原來飲料的基礎上加上Whip的價格（原來的飲料加入Whip調料，被Whip調料裝飾）
     *
     * @return
     */
    @Override
    public BigDecimal cost() {
        return new BigDecimal("0.4").add(beverage.cost());
    }
}

　　　　咖啡館（模擬顧客下單）：

/**
 * 咖啡館（供應咖啡）
 */
public class StarbuzzCoffee {

    public static void main(String[] args) {
        //訂一杯Espresso(2.00)，不須要調料，打印出它的描述與價錢。
        Beverage beverage = new Espresso();
        System.out.println("Description: " + beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());

        //製造出一個DarkRoast(3.00)對象,用Mocha(0.2)裝飾它,用第二個Mocha(0.2)裝飾它,用Whip(0.4)裝飾它，打印出它的描述與價錢。
        Beverage beverage2 = new DarkRoast();
        beverage2 = new Mocha(beverage2);
        beverage2 = new Mocha(beverage2);
        beverage2 = new Whip(beverage2);
        System.out.println("Description: " + beverage2.getDescription() + " $" + beverage2.cost());

        //再來一杯調料爲豆漿(Soy 0.3)、摩卡(Mocha 0.2)、奶泡(Whip 0.4)的Decaf（低咖啡因咖啡 4.00），打印出它的描述與價錢。
        Beverage beverage3 = new Decaf();
        beverage3 = new Soy(beverage3);
        beverage3 = new Mocha(beverage3);
        beverage3 = new Whip(beverage3);
        System.out.println("Description: " + beverage3.getDescription() + " $" + beverage3.cost());
    }
}

　　　　咱們能夠看到運行結果：

 

　　從以上，咱們能夠知道，當咱們使用繼承，致使子類膨脹，咱們不想增長不少子類的狀況下，將具體功能職責劃分，同時繼承裝飾者超類，動態地給一個對象添加一些額外的職責便實現了咱們的裝飾者模式。

4、優缺點

　　一、優勢：裝飾類和被裝飾類能夠獨立發展，不會相互耦合，裝飾模式是繼承的一個替代模式，裝飾模式能夠動態擴展一個實現類的功能。

　　二、缺點：多層裝飾比較複雜。

5、使用場景： 

　　一、擴展一個類的功能。

　　 二、動態增長功能，動態撤銷。

　　實際使用：這裏咱們說一下，在java中I/O便使用了裝飾者模式。

 

 6、裝飾者用到的設計原則：

　　一、多用組合，少用繼承。

　　二、對擴展開放，對修改關閉。