10. 设计模式-装饰者模式

文章目录

设计模式-装饰者模式
- 1. 案例引出装饰者模式
- 2. 装饰者模式
- - 2.1 装饰者模式定义
  - 2.2 装饰者模式原理
  - 2.3 装饰者模式解决星巴克咖啡订单问题
  - 2.4 代码实现
  - - 抽象类Drink以及其子类
    - 装饰者Decorator着及其子类☆
    - 测试星巴克咖啡下单
- 3. 装饰者模式在 JDK IO源码体现分析
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设计模式-装饰者模式

1. 案例引出装饰者模式

星巴克咖啡订单项目

咖啡种类：Espresso(意大利浓咖啡)、LongBlack(美式咖啡)、Decaf(无因咖啡)

调料：Milk、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。

传统实现方式如下：

传统实现方式分析：

Drink 是一个抽象类，表示抽象饮料。

description 就是对咖啡的描述, 比如咖啡的名字、受欢迎程度等

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, 并实重写 cost方法。

Espress && Milk 就是单品咖啡+调料，这个组合很多

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，就会出现类爆炸。

改进传统方案：

前面分析到传统方案因为咖啡单品+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：

说明: milk,chocolate 可以设计为 Boolean,表示是否要添加相应的调料。

改进后解决星巴克咖啡订单问题的方案分析
改进后可以控制类的数量，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

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

下面我们看一下设计模式中的装饰模式，见识一下它的力量…

2. 装饰者模式

2.1 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。

2.2 装饰者模式原理

装饰者模式就像打包一个快递

主体：比如：陶瓷、衣服，是被装饰者 Component

包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板，是装饰着Decorator

Component 主体：比如类似前面的 Drink

ConcreteComponent 和 Decorator
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.

在如图的 Component 与 ConcreteComponent 之间，如果 ConcreteComponent 类很多,还可以设计一个缓冲层，将共有的部分提取出来，抽象层一个类。

2.3 装饰者模式解决星巴克咖啡订单问题

2.4 代码实现

结合着上图来看：

抽象类Drink以及其子类

// 抽象类Drink
public abstract class Drink {// 描述public String des; // 价格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();
}// 缓冲层Coffee
public class Coffee  extends Drink {@Overridepublic float cost() {return super.getPrice();}
}// 具体的单品咖啡ShortBlack
public class ShortBlack extends Coffee{public ShortBlack() {setDes(" shortblack ");setPrice(4.0f);}
}// 具体的单品咖啡LongBlack
public class LongBlack extends Coffee {public LongBlack() {setDes(" longblack ");setPrice(5.0f);}
}

装饰者Decorator着及其子类☆

关键体现在Decorator这个类中：

Decorator继承Drink类

Decorator聚合Drink类

Decorator组合Drink类

// 装饰者
public class Decorator extends Drink {// 聚合private Drink obj;// 组合public Decorator(Drink obj) { this.obj = obj;}@Overridepublic float cost() {// getPrice 自己价格return super.getPrice() + obj.cost();}@Overridepublic String getDes() {// obj.getDes() 输出被装饰者的信息return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();}
}//具体的Decorator， 这里就是调味品Chocolate
public class Chocolate extends Decorator {public Chocolate(Drink obj) {super(obj);setDes(" 巧克力 ");setPrice(3.0f); // 调味品 的价格}}//具体的Decorator， 这里就是调味品Milk
public class Milk extends Decorator {public Milk(Drink obj) {super(obj);// TODO Auto-generated constructor stubsetDes(" 牛奶 ");setPrice(2.0f); }
}

测试星巴克咖啡下单

装饰者模式下的订单：2份巧克力+ 1份牛奶的LongBlack

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. 单点一份 LongBlackDrink order = new LongBlack();System.out.println("费用1=" + order.cost());System.out.println("描述=" + order.getDes());// 2. 订单 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. 订单 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. 装饰者模式在 JDK IO源码体现分析

Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者，源码如下，通过源码我们发现FilterInputStream与我们之前的Decorator有以下相同特征：

FilterInputStream装饰者继承InputStream

FilterInputStream装饰者聚合InputStream

FilterInputStream装饰者组合InputStream

public class FilterInputStream extends InputStream {/*** 要过滤的输入流。这里使用聚合*/protected volatile InputStream in;/*** 通过将参数赋值给字段this来创建FilterInputStream。以便记住以后使用。* */protected FilterInputStream(InputStream in) {this.in = in;}// ...
}

下面是JDK IO源码InputStram中的源码的UML类图，你只要了解FilterInputStream类与抽象类InputStream之间的关系（继承，组合，聚合），然后就很容易理解了。

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