8.java设计模式之装饰者模式
基本需求:
- 咖啡的种类有很多种,调料也有很多种,下单时,可以点单品咖啡也可以点单品咖啡+调料的组合,并计算下单时花费的金额
传统方式:
- 方式一
- 创建一个抽象类Drink,让所有的单品咖啡和组合咖啡都继承Drink类(组合很多)
- UML类图
- 如果新增加一个单品咖啡或者调料,类的数量就会倍增,产生类爆炸
- 方式二
- 创建一个抽象类Drink,在Drink类中将所有的调料聚合进去,再让我们的单品咖啡继承Drink类
- UML类图
- 此种方式解决了类爆炸的问题,但是新增或者删除调料时,需要修改Drink类中的内容,违反了ocp原则
基本介绍:
动态的将新功能加到对象上,不改变其结构,属于结构型模式
UML类图(原理图)
装饰者模式就像打包一个快递
- 主体为打包的东西(Component)-> 被装饰者
- 包装的东西(Decorator)-> 装饰者
- Drink为主体(Component)
- 单品咖啡为具体的主体(ConcreteComponent)
- 调料为装饰者(Decorator)
- 如果ConcreteComponent类很多,还可以向上抽取一个缓冲层
- 让装饰者和具体的主体继承同一类可以对同一个具体的主体,进行多次包装,通过递归的方式
- 如果ConcreteComponent和Decorator不是继承同一类,则用递归不容易,Decorator不仅需要维护自身还需维护ConcreteComponent的变量(不一定行),继承同一个抽象类,只需要在Decorator中维护一个抽象父类即可
- 例如:点两个chocolate和一个milk + Espresso咖啡,示例
UML类图(案例)
代码实现
@Data
public abstract class Drink { // Component类 ConcreteComponent类和Decorator类都继承该类 private String description; private float price = 0f; public abstract float cost(); }
public abstract class Coffee extends Drink{ // 对具体的被装饰者进行了缓冲设计
@Override
public float cost() {
return super.getPrice();
} } // 子类一 意大利咖啡
class Espresso extends Coffee { public Espresso() {
super.setDescription("Espresso");
super.setPrice(3.0f);
} } // 子类二 浓缩咖啡
class ShortBlack extends Coffee { public ShortBlack() {
super.setDescription("ShortBlack");
super.setPrice(5.0f);
} }
public abstract class Decorator extends Drink { // 对装饰者进行了缓冲设计 // 聚合被装饰者
protected Drink drink; public Decorator(Drink drink) {
this.drink = drink;
} @Override
public float cost() {
// 金额除自己的金额外还需要加上被装饰者的金额
return this.drink.cost() + super.getPrice();
} @Override
public String getDescription() {
// 输出被装饰者的信息
return this.drink.getDescription() + "&" + super.getDescription();
}
} // 子类一 牛奶
class Milk extends Decorator { public Milk(Drink drink) {
super(drink);
super.setDescription("Milk");
super.setPrice(1f);
} } // 子类二 巧克力
class Chocolate extends Decorator { public Chocolate(Drink drink) {
super(drink);
super.setDescription("Chocolate");
super.setPrice(2f);
} }
public class Client {
public static void main(String[] args) {
// 单点意大利咖啡 + Milk
Drink order = new Espresso();
System.out.println("总费用:" + order.cost());
System.out.println("描述:" + order.getDescription());
// 添加一份 Milk
order = new Milk(order);
System.out.println("总费用:" + order.cost());
System.out.println("描述:" + order.getDescription());
// 添加第一份 Chocolate
order = new Chocolate(order);
System.out.println("总费用:" + order.cost());
System.out.println("描述:" + order.getDescription());
// 添加第二份 Chocolate
order = new Chocolate(order);
System.out.println("总费用:" + order.cost());
System.out.println("描述:" + order.getDescription());
}
}
如果再增加单品咖啡或者调料时,只需继承Coffee或者Decorator类即可,系统的扩展性提高了,解决了类爆炸,体现了ocp原则,动态的为被装饰的类添加功能
jdk源码:
在jdk的io源码中就使用到的装饰者模式
UMl类图
InputStream作为抽象父类,相当于Drink类
FileInputStream、StringBufferInputStream、ByteArrayInputStream继承了InputStream相当于咖啡单品(并没有再进行抽象),被装饰者
FilterInputStream继承了InputSteam并且内部维护了一个其父类InputStream相当于一个Decorator装饰者
BufferInputStream、DataInputStream、LineNumberInputStream继承了FilterInputStream,相当于Milk、ChocolateD等,为装饰者的子类
关键代码
public class FilterInputStream extends InputStream {
/**
* The input stream to be filtered.
*/
protected volatile InputStream in; ......
}
注意事项:
- 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,多层装饰比较复杂
- 扩展一个类的功能,动态增加功能,动态撤销
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