Head First設計模式之裝飾者模式（Decorator Pattern）

時間 2019-11-06

標籤 head 設計模式裝飾者 decorator pattern 简体版

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前言：編程

本節將深度討論繼承濫用問題，將會學到使用對象組合的方式，在運行時裝飾類，在不修改任何底層代碼的狀況下，給對象賦予新的職責。ide

1. 基本需求：咖啡連鎖店業務擴張須要從新設計訂單系統

背景：因爲StarBuzz咖啡連鎖店業務擴張，準備更新訂單系統，以合乎他們的飲料供應要求。學習

他們原來的類設計以下：測試

用戶在購買咖啡的時候，能夠能會要求在咖啡中加入各類調料，StarBuzz會根據用戶加入的不一樣調收取不一樣費用，新的訂單系統必須考慮到這些調料部分。this

1.1 第一次設計

以上的每個類的Cost（）方法將會算出咖啡加上訂單的各類調料的價錢。雖然能夠知足需求，可是這樣會須要不少不少的類，並且也違反了OO的設計原則。編碼

1.2 第二次設計

不須要建立那麼多的類，只須要經過利用實例變量和繼承，就能夠追蹤調料。設計

設計以下：對象

這樣作，確實能夠暫時知足需求，可是還會存在一些潛在的隱患，以下：blog

l 調料價格變更會改變原有代碼繼承

l 新增調料，除了加上新增方法外，還須要改變超類中的Cost()方法

l 依賴繼承，子類將繼承一些對自身並不合適的方法

l 部分需求沒法知足：如雙倍摩卡咖啡

l 違反了開放—關閉原則

2. 引入裝飾者模式

2.1 開發----關閉原則

在上一節的第二次設計中咱們能夠看出這種設計方法明顯的違背了「開發—關閉」原則，那什麼是開閉原則呢？定義以下：

開發—關閉原則：類應該是對擴展開放，對修改關閉。

咱們的目標是容許類容易擴展，在不修改現有代碼的狀況下，就可搭配新的行爲，這樣的設計具備彈性能夠應對改變，能夠接受新的功能來應對改變的需求。遵循開開放—關閉原則，一般會引入新的抽象層次，增長代碼的複雜度，須要選擇在設計中最可能改變的地方，而後應用開發-關閉原則。

2.2 認識裝飾者模式，並以裝飾者構造飲料訂單

在1中咱們已經瞭解到經過繼承沒法徹底解決問題，這裏咱們以飲料爲主體，而後在運行時以調料來「裝飾」飲料。例如：若是客戶想要摩卡和奶泡深焙咖啡，以下：

l 拿一個深焙（DarkRoast）對象

l 以摩卡（Mocha）對象裝飾它

l 以奶泡（Whip）對象裝飾它

l 調用Cost()方法，並依賴委託（delegate）將調料的價錢加上去

說明：以DarkRoast對象開始，顧客想要摩卡（Mocha），因此創建一個Mocha對象，用它將DarkRoast對象包起來，顧客想要奶炮（Whip），因此須要創建一個Whip裝飾者，並用它將Mocha對象包起來。最後算錢，經過調用最外層的裝飾者Whip的Cost（）方法就能夠辦到。其調用過程以下：

Whip.Cost()àMocha.Cost()àDarkRoast.Cost()（返回DarkRoast的價錢）àMocha.Cost()(Mocha在DarkRoast的結果上加上本身的價錢)àWhip.Cost()(Whip在Mocha的返回結果上加上本身的價錢)

基於以上的這種分析，咱們能夠得出如下的結論：

裝飾者和被裝飾對象有相同的超類型。

能夠用一個或者多個裝飾者包裝一個對象。

由於裝飾者和被裝飾者有相同的超類型，因此在任何須要原始對象的場合，能夠用裝飾過的對象代替它。

裝飾者能夠在所委託被裝飾者的行爲以前或者以後，加上本身的行爲，達到特定目的。

對象能夠在任什麼時候候被裝飾，因此能夠在運行時動態的用你喜歡的裝飾者來裝飾對象。

2.3 定義裝飾者模式

裝飾者模式：

動態的將責任附加到對象上，若要擴展功能，裝飾者提供了更有彈性的替代方案。

設計類圖以下：

依據這種裝飾者模式的類圖，咱們設計出StarBuzz的類圖，也讓它符合這種結構設計，類圖以下：

裝飾者和被裝飾者都繼承自Beverage類，也就是擁有共同的超類，這裏，咱們是利用繼承達到「類型匹配」，而不是利用繼承得到「行爲」。

裝飾者和組件組合時，就是在加入新的行爲，所得的新行爲並非繼承自超類，而是由組合對象得來的。

若是依賴繼承，那麼類的行爲只能在編譯時靜態決定，行爲不是來自超類就是子類覆蓋後的版本，每當須要新行爲時，還得修改現有代碼。若是利用組合，就能夠動態的實現新的裝飾者增長新的行爲。

3 用裝飾者模式實現咖啡店需求

根據在2.3中設計的咖啡店的類圖，下面就進行具體的編碼實現：

3.1 Beverage類（抽象組件）

/// Description: Beverage抽象類
    /// </summary>
    public abstract class Beverage
    {
        public string description = "Unknown Beverage";
        public abstract string GetDescription();
        public abstract double Cost();
    }

3.2Condiment(調料)基類（繼承自Beverage基類，抽象裝飾者）

/// Description:調料基類、派生類
    /// </summary>
    public abstract class CondimentDecorator:Beverage
    {
        //public  abstract string GetDescription();
    }

3.3飲料類（繼承Beverage基類，具體組件）

 public class Espresso:Beverage
    {
        public Espresso()
        {
            description = "Espresso";//設置飲料的表述，description繼承自Beverage類的實例變量
        }

        public override double Cost()
        {
            return 1.99;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return description;
        }
    }

    public class HouseBlend : Beverage
    {
        public HouseBlend()
        {
            description = "HouseBlend";
        }

        public override double Cost()
        {
            return 0.89;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return description;
        }
    } 

    public class DarkRoase : Beverage
    {
        public DarkRoase()
        {
            description = "DarkRoase";
        }

        public override double Cost()
        {
            return 1.11;
        }
        public override string GetDescription()
        {
            return description;
        }
    }

    public class Decat : Beverage
    {
        public Decat()
        {
            description = "Decat";
        }

        public override double Cost()
        {
            return 1.22;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return description;
        }
    }

3.4調料類（裝飾者）

public class Mocha : CondimentDecorator
    {
        Beverage beverage;
        public Mocha(Beverage beverage)
        {
            this.beverage = beverage;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return beverage.GetDescription() + ",Mocha";
        }
        public override double Cost()
        {
            return 0.2 + beverage.Cost();
        }
    }

    public class Soy : CondimentDecorator
    {
        Beverage beverage;
        public Soy(Beverage beverage)
        {
           this.beverage = beverage;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return beverage.GetDescription() + ",Soy";
        }

        public override double Cost()
        {
            return 0.3 + beverage.Cost();
        }
    }

    public class Whip : CondimentDecorator
    {
        Beverage beverage;
        public Whip(Beverage beverage)
        {
            this.beverage = beverage;
        }

        public override string GetDescription()
        {
            return beverage.GetDescription() + ",Whip";
        }

        public override double Cost()
        {
            return 0.3 + beverage.Cost();
        }
    }

3.5 測試

Beverage.Beverage beverage = new Beverage.Espresso();
            Console.WriteLine(beverage.GetDescription() + " $ " + beverage.Cost());
            Beverage.Beverage beverage1 = new Beverage.DarkRoase();
            beverage1 = new Beverage.Mocha(beverage1);
            beverage1 = new Beverage.Mocha(beverage1);
            beverage1 = new Beverage.Whip(beverage1);
            Console.WriteLine(beverage1.GetDescription() + " $ " + beverage1.Cost());

            Beverage.Beverage beverage2 = new Beverage.HouseBlend();
            beverage2 = new Beverage.Soy(beverage2);
            beverage2 = new Beverage.Mocha(beverage2);
            beverage2 = new Beverage.Whip(beverage2);
            Console.WriteLine(beverage2.GetDescription() + " $ " + beverage2.Cost());

結果以下圖：