装饰器模式(Java版)

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什么是装饰器模式?

装饰器模式允许你向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构,它是作为现有的类的一个包装。这种模式创建了一个装饰类,用来包装原有的类,并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。

他的目的主要是动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说,装饰器模式相比生成子类更为灵活

他主要解决的问题是我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现,由于继承为类引入静态特征,并且随着扩展功能的增多,子类会很膨胀。

那么我们何时使用呢?

在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决?

将具体功能进行职责划分,同时继承装饰者模式。

关键代码:

  1. 抽象构件角色(Component)充当抽象角色,不应具体实现。
  2. 具体构件角色(ConcreteComponent)继承 Component 类,重写父类方法。
  3. 具体装饰角色(Decorator) 引用和继承 Component 类。负责给构件对象“贴上”附加的责任。

示例代码

我们去咖啡馆点咖啡的时候,通常会点具体的咖啡单品,然后再点一些咖啡调料。

咖啡种类(具体类):Espresso、ShortBlack、LongBlack、Decaf

调料(装饰类):Milk、Soy、Chocolate

定义抽象构件接口

饮料接口

// 饮料
public abstract class Drink {

    // 描述
    private String description = "";

    // 价格
    private float price = 0f;

    public void setDescription(String description) {
        this.description = description;
    }

    public String getDescription() {
         return "{描述:"+description + "-" + this.getPrice()+"}";
    }

    public float getPrice() {
        return price;
    }

    public void setPrice(float price) {
        this.price = price;
    }

    // 花费
    public abstract float cost();

}

定义具体类

咖啡父类

// 咖啡
public class Coffee extends Drink {

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

}

低咖

// 低咖
public class Decaf extends Coffee {

    public Decaf() {
        super.setDescription("Decaf");
        super.setPrice(3.0f);
    }

}

意大利浓咖啡

// 意大利浓咖啡
public class Espresso extends Coffee {

    public Espresso() {
        super.setDescription("Espresso");
        super.setPrice(4.0f);
    }

}

美式咖啡

// 美式咖啡
public class LongBlack extends Coffee {

    public LongBlack() {
        super.setDescription("LongBlack");
        super.setPrice(6.0f);
    }

}

黑咖啡

// 黑咖啡
public class ShortBlack extends Coffee {

    public ShortBlack() {
        super.setDescription("ShortBlack");
        super.setPrice(5.0f);
    }

}

定义装饰类

调料父类

public class Decorator extends Drink {

    private Drink drink;

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

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

    @Override
    public String getDescription() {
         return "[===="+super.getDescription()  + "&&" + drink.getDescription()+"====]";
    }

}

巧克力

public class Chocolate extends Decorator {

	public Chocolate(Drink drink) {
		super(drink);
		super.setDescription("Chocolate");
		super.setPrice(3.0f);
	}

}

牛奶

public class Milk extends Decorator {

    public Milk(Drink drink) {
        super(drink);
        super.setDescription("Milk");
        super.setPrice(2.0f);
    }

}

咖啡豆

public class Soy extends Decorator {

    public Soy(Drink drink) {
        super(drink);
        super.setDescription("Soy");
        super.setPrice(1.5f);
    }

}

测试

public class CoffeeBar {


    public static void main(String[] args) {

        Drink order;
        order = new Decaf();
        System.out.println("order1 price:" + order.cost());
        System.out.println("order1 desc:" + order.getDescription());

        System.out.println("****************");
        order = new LongBlack();
        order = new Milk(order);
        order = new Chocolate(order);
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order2 price:" + order.cost());
        System.out.println("order2 desc:" + order.getDescription());
        
    }
    
}

运行结果:

order1 price:3.0
order1 desc:{描述:Decaf-3.0}
****************
order2 price:14.0
order2 desc:[===={描述:Chocolate-3.0}&&[===={描述:Chocolate-3.0}&&[===={描述:Milk-2.0}&&{描述:LongBlack-6.0}====]====]====]

总结

优点:

装饰类和被装饰类可以独立发展,不会相互耦合,装饰模式是继承的一个替代模式,装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点:

多层装饰比较复杂。

使用场景:

  1. 扩展一个类的功能。
  2. 动态增加功能,动态撤销。

注意事项:

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,可代替继承。