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设计模式之装饰器模式

2021-11-09 09:30:14 作者：互联网

引入

上班族大多都有睡懒觉的习惯，每天早上上班时间都很紧张，于是很多人为了多睡一会，就会用方便的方式解决早餐问题。有些人早餐可能会吃煎饼，煎饼中可以加鸡蛋，也可以加香肠，但是不管怎么“加码”，都还是一个煎饼。在现实生活中，常常需要对现有产品增加新的功能或美化其外观，如房子装修、相片加相框等，都是装饰器模式。

在软件开发过程中，有时想用一些现存的组件。这些组件可能只是完成了一些核心功能。但在不改变其结构的情况下，可以动态地扩展其功能。所有这些都可以釆用装饰器模式来实现。

装饰器模式的定义与特点

装饰器（Decorator）模式的定义：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职责（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的复杂性。

装饰器模式的结构与实现

概述

通常情况下，扩展一个类的功能会使用继承方式来实现。但继承具有静态特征，耦合度高，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。如果使用组合关系来创建一个包装对象（即装饰对象）来包裹真实对象，并在保持真实对象的类结构不变的前提下，为其提供额外的功能，这就是装饰器模式的目标。下面来分析其基本结构和实现方法。

1. 模式的结构

装饰器模式主要包含以下角色。

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。
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。
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。
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 1 所示。

装饰模式的结构图
图1 装饰器模式的结构图

2. 模式的实现

装饰器模式的实现代码如下：

public class DecoratorPattern {
    public static void main(String[] args) {
        Component p = new ConcreteComponent();
        p.operation();
        System.out.println("---------------------------------");
        Component d = new ConcreteDecorator(p);
        d.operation();
    }
}
//抽象构件角色
interface Component {
    public void operation();
}
//具体构件角色
class ConcreteComponent implements Component {
    public ConcreteComponent() {
        System.out.println("创建具体构件角色");
    }
    public void operation() {
        System.out.println("调用具体构件角色的方法operation()");
    }
}
//抽象装饰角色
class Decorator implements Component {
    private Component component;
    public Decorator(Component component) {
        this.component = component;
    }
    public void operation() {
        component.operation();
    }
}
//具体装饰角色
class ConcreteDecorator extends Decorator {
    public ConcreteDecorator(Component component) {
        super(component);
    }
    public void operation() {
        super.operation();
        addedFunction();
    }
    public void addedFunction() {
        System.out.println("为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()");
    }
}

/*
程序运行结果如下：
创建具体构件角色
调用具体构件角色的方法operation()
---------------------------------
调用具体构件角色的方法operation()
为具体构件角色增加额外的功能addedFunction()*/

代码实战：用装饰器模式解决星巴克咖啡订单项目问题

星巴克咖啡订单项目（咖啡馆）：
1）咖啡种类/单品咖啡：Espresso(意大利浓咖啡)、ShortBlack、LongBlack(美式咖啡)
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

下图是博主认为的较清晰的一个结构图：

在这里插入图片描述
其中的说明把整个图的结构说明清楚了，但是其中有个类Coffee没有提到，Coffee的存在是为了防止具体构件角色单品咖啡的种类过多，而设计的一个缓冲层，并且可以实现Drink类中的抽象方法

(1) 创建抽象构件 Drink

其中有成员变量des和price，是饮料的名称描述和价格
还有set/get方法、计算费用的抽象方法cost

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();
}

(2) 创建缓冲层 Coffee类，并实现Drink中的抽象方法cost

public class Coffee extends Drink{

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

(3) 创建具体构件Espresso(意大利浓咖啡)、ShortBlack、LongBlack(美式咖啡)，实现抽象构件
这里我只展示其中一个，另外的大致一样，只是值不同

public class LongBlack extends Coffee{
    public LongBlack(){
        setDes("longBlack");
        setPrice(5.0f);
    }
}

(4) 创建抽象装饰 Decorator (这里指的是调料)，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。

public class Decorator extends Drink{

    private Drink obj;

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

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

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

(5) 创建具体装饰 Milk、Soy(豆浆)、Chocolate，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。
这里就只展示其中一种，另外的两种大致相同，只是值不同

public class Chocolate extends Decorator{
    public Chocolate(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes("巧克力");
        setPrice(3.0f);
    }
}

(6) 实现装饰者模式下的订单：两份巧克力+一份牛奶的LongBlack

一定要将装饰品放在后面进行添加，所以第一步是先点一份 (具体构件) LongBlack

public class CoffeeBar {
    public static void main(String[] args) {
        //装饰者模式下的订单：两份巧克力+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 加入一份牛奶
        order = new Milk(order);
        System.out.println("费用2="+order.cost());
        System.out.println("描述2="+order.getDes());

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

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

打印结果为：

费用1=5.0
描述=longBlack

费用2=7.0
描述2=牛奶 2.0 && longBlack

费用3=10.0
描述3=巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && longBlack

费用4=13.0
描述4=巧克力 3.0 && 巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && longBlack

标签：模式,装饰,public,构件,println,设计模式,order
来源： https://blog.csdn.net/ljc20180584024/article/details/121220484