装饰者模式

2024-02-05 15:41:46

11.1 星巴克咖啡订单项目（咖啡馆）

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）
调料：Milk、Soy（豆浆）、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。

11.2 方案1-解决星巴克咖啡订单项目

11.3 方案1-解决星巴克咖啡订单问题分析

Drink 是一个抽象类，表示饮料
des 就是对咖啡的描述, 比如咖啡的名字
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, 并实现 cost
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，类的数量就会倍增，就会出现类爆炸

11.4 方案2-解决星巴克咖啡订单（好点）

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）

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

11.5 方案2-解决星巴克咖啡订单问题分析

方案2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

考虑使用装饰者模式

11.6 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。

11.7 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（Component） 被装饰者
- 包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板（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。

11.8 装饰者模式解决星巴克咖啡订单

说明：

Drink类就是前面说的抽象类，Component
ShortBlack就是单品咖啡
Decorator是一个装饰类，含有一个被装饰的对象（Drink Obj）
Decorator 的cost方法进行一个费用的叠加计算，递归地计算价格

11.9 装饰者模式下的订单

说明：

Milk包含类LongBlack
一份Chocolate包含了Milk+LongBlack
一份Chocolate包含类Chocolate+Milk+LongBlack
这样不管是什么形式的单品咖啡+调料组合，通过递归方式可以方便的组合和维护

11.10 装饰者模式咖啡订单项目应用实例

package com.atguigu.decorator;

/**
 * 具体的Decorator，这里就是调味品
 * 
 * @author usami
 *
 */
public class Chocolate extends Decorator {

    /**
     * @param obj
     */
    public Chocolate(Drink obj) {
        super(obj);
        // TODO Auto-generated constructor stub
        super.setDes("巧克力");
        super.setPrice(3.0F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class Coffee extends Drink {

    @Override
    public float cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        return super.getPrice();
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class Decorator extends Drink {
    /**
     * 单品咖啡的价格
     */
    private Drink obj;

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

    @Override
    public float cost() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 自己的价格 + 单品咖啡的价格
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        // TODO Auto-generated method stub
        // obj.getDes()：输出被装饰者的信息
        return String.format("%s %f && %s", super.des, super.getPrice(), obj.getDes());
    }
}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
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;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "Drink [des=" + des + ", price=" + price + "]";
    }

    /**
     * 计算价格的抽象方法
     * 
     * @return
     */
    public abstract float cost();
}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class Espresso extends Coffee {

    public Espresso() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.setDes("意大利咖啡");
        this.setPrice(6.0F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class LongBlack extends Coffee {

    public LongBlack() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.setDes("美式咖啡");
        this.setPrice(5.0F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

public class Milk extends Decorator {

    public Milk(Drink obj) {
        super(obj);
        // TODO Auto-generated constructor stub
        super.setDes("牛奶");
        super.setPrice(2.0F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class ShortBlack extends Coffee {

    /**
     * 
     */
    public ShortBlack() {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        this.setDes("ShortBlack");
        this.setPrice(4.0F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class Soy extends Decorator {

    /**
     * @param obj
     */
    public Soy(Drink obj) {
        super(obj);
        // TODO Auto-generated constructor stub
        super.setDes("豆浆");
        super.setPrice(1.5F);
    }

}

package com.atguigu.decorator;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class CoffeeBar {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 2份巧克力+1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中加一份牛奶
        order = new Milk(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 描述=" + order.getDes());

        // 3.order加一份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 加一份巧克力 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 加一份巧克力 描述=" + order.getDes());

        // 3.order加两份巧克力
        order = new Chocolate(order);
        System.out.println("order 加一份牛奶 加两份巧克力 费用=" + order.cost());
        System.out.println("order 加一份牛奶 加两份巧克力 描述=" + order.getDes());
    }

}

11.11 装饰者模式在 JDK 应用的源码分析

Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者

/**
 * This abstract class is the superclass of all classes representing
 * an input stream of bytes.
 *
 * <p> Applications that need to define a subclass of <code>InputStream</code>
 * must always provide a method that returns the next byte of input.
 *
 * @author  Arthur van Hoff
 * @see     java.io.BufferedInputStream
 * @see     java.io.ByteArrayInputStream
 * @see     java.io.DataInputStream
 * @see     java.io.FilterInputStream
 * @see     java.io.InputStream#read()
 * @see     java.io.OutputStream
 * @see     java.io.PushbackInputStream
 * @since   JDK1.0
 */
public abstract class InputStream implements Closeable {

/**
 * A <code>FilterInputStream</code> contains
 * some other input stream, which it uses as
 * its  basic source of data, possibly transforming
 * the data along the way or providing  additional
 * functionality. The class <code>FilterInputStream</code>
 * itself simply overrides all  methods of
 * <code>InputStream</code> with versions that
 * pass all requests to the contained  input
 * stream. Subclasses of <code>FilterInputStream</code>
 * may further override some of  these methods
 * and may also provide additional methods
 * and fields.
 *
 * @author  Jonathan Payne
 * @since   JDK1.0
 */
public
class FilterInputStream extends InputStream {
    /**
     * The input stream to be filtered.
     */
    protected volatile InputStream in;

代码追踪

package com.atguigu.decorator;

import java.io.DataInputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

/**
 * @author usami
 *
 */
public class DecoratorTest {

    /**
     * @param args
     * @throws IOException
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // TODO Auto-generated method stub

        // 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
        DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("~/Documents/abc.txt"));
        System.out.println(dis.read());
        dis.close();
    }

}

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