23种设计模式之装饰者模式

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装饰者模式定义

1)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)

2)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玩,请同学们注意体会。

装饰器模式(Decorator Pattern)允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式,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(被装饰者),并在保持类方法签名完整性的前提下,提供了额外的功能。

首先由一个案例引出问题:

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)、Decaf(无因咖啡)

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。

方案1-解决星巴克咖啡订单问题分析

  1. Drink是一个抽象类,表示饮料

  2. des就是对咖啡的描述,比如咖啡的名字

  3. cost()方法就是计算费用,Drink类中做成一个抽象方法.

  4. Decaf 就是单品咖啡,继承Drink,并实现cost

  5. Espress && Milk就是单品咖啡+调料,这个组合很多

出现的问题

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,类的数量就会倍增,就会出现类爆炸

方案2-解决星巴克咖啡订单

前面分析到方案1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(如图)

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方案2-的问题分析

1)方案2可以控制类的数量,不至于造成很多的类

2)在增加或者删除调料种类时,代码的维护量很大

3)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

4)考虑使用装饰者模式

使用装饰者模式

设计方案

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方案说明:

1)Drink类就是前面说的抽象类,Component

2)ShortBlack就单品咖啡

3)Decorator是一个装饰类,含有一个被装饰的对象(Drink obj)

4)Decorator的cost方法进行一个费用的桑加计算,递归的计算价格

订单原理图:

描述:要一杯LongBlack咖啡并且加一份奶和两份巧克力

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说明

  1. Milk包含了LongBlack
  2. 一份Chocoiate包含了(Milk+LongBlack)
  3. 一份Chocolate包含了(Chocolate+Milk+LongBlack)
  4. 这样不官是什么形式的单品咖啡+调科组合,通过递归方式可以方便的组合和维护。

代码展示:

// 被装饰者
public  abstract class Drink {

    private String des;
    private float price;

    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;
    }

    public abstract float cost();
}

public class Coffee extends Drink {
    @Override
    public float cost() {
        return getPrice();
    }
}

public class Espresso extends Coffee {

    public Espresso() {
        setDes("意大利咖啡");
        setPrice(8.6f);
    }
}
// 装饰者
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 getDes() {
        return super.getDes()+" && "+drink.getDes();
    }
}

public class Milk extends Decorator {

    public Milk(Drink drink) {
        super(drink);
        setDes("热腾腾的牛奶");
        setPrice(5.8f);
    }
}

jdk中的源码

jdk中的io流在源码中大量使用了装饰者模式。

umi类图

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说明

1、InputStream是抽象类,类似我们前面讲的Drink

2、FileInputStream是InputStream子类,类似我们前面的DeCaf,LongBlack

3、FilterInputStream是InputStream子类:类似我们前面的Decorator修饰者

4、DataInputStream是 FilterInputStream子类,具体的修饰者,类似前面的Milk,Soy 等

5、FilterInputStream类有 protected volatile InputStream in;即含被装饰者

6、分析得出在jdk的io体系中,就是使用装饰者模式

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