设计模式系列之装饰模式(Decorator Pattern)

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，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法。我们的实例是实现餐馆点餐点,基础食物:米饭,你可以搭配啤酒,可乐.鱼或者蔬菜.

• 意图：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。

• 主要解决：一般的，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。

• 何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

• 如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

• 关键代码：

• 1、Beverage(材料) 类充当抽象角色，不应该具体实现。

• 2、修饰类引用和继承 Beverage(材料) 类，具体扩展类重写父类方法。

• 应用实例：

  • 1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。
  • 2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里；这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

• 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：可代替继承。

代码示例

如上面所说,我们要实现参观点餐的需求,使用啤酒.鱼等辅助食材来装饰米饭(Rich)对象,要求这些材料具有相同的基类,那么下面我们先定义Beverage(材料类).

package com.zhoutao123.design.pattern.decorator;
/**
 * 材料
 */
public abstract class Beverage {
    private String desc = "未知食材";
    // 抽象方法,返回价钱
    public abstract float getCost();
    // 返回描述
    public  String getDesc(){
        return desc;
    }
}

然后我们定义米饭,米饭需要继承Beverage类

package com.zhoutao123.design.pattern.decorator;
/**
 * 定义米饭
 */
public class Rice extends Beverage{
    @Override
    public String getDesc() {
        return "米饭,";
    }
    @Override
    public float getCost() {
        return 12;
    }
}

定义一些其他食材.

package com.zhoutao123.design.pattern.decorator;
/**
 * 定义啤酒
 */
public class Beer extends Beverage {
    private Beverage beverage;
    public Beer(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
    @Override
    public String getDesc() {
        return beverage.getDesc()+"Beer,";
    }
    @Override
    public float getCost() {
        return 0.2f + beverage.getCost();
    }
}

剩下的重复性动作就不在定义了,可以仿照Beer一次实现Cola(可乐) Fish(鱼) Vegetable(蔬菜)由于这是示例,代码比较简单,就不做过多的说明了,大致可以看下UML

• getDesc() 获取商品描述
• getCost() 获取商品的价格

下面看一些测试代码,可以看到可以使用随意的商品修饰Rich,而不用担心耦合.基础Rich需要什么,我么就可以去装饰它.

package com.zhoutao123.design.pattern.decorator;
/**
 * 测试装饰者模式
 */
public class TestDecorator {
    public static void main(String[] args) {
        // 首先定义米饭
        System.out.println("------------一个普通的晚餐订单---------------");
        Beverage beverage = new Rice();
        //分别用啤酒,可乐和鱼等食物装饰米饭
        // 得到一份晚餐
        beverage = new Beer(beverage);
        beverage = new Fish(beverage);
        beverage = new Cola(beverage);
        // 显示晚餐列表
        System.out.println(beverage.getDesc());
        // 显示晚餐总金额
        System.out.println(beverage.getCost());
        // 一位素食主义者的订单
        System.out.println("------------一位素食主义者的订单---------------");
        Beverage food = new Rice();
        food = new Vegetables(food);
        // 计算价钱和想清单
        // 显示晚餐列表
        System.out.println(food.getDesc());
        // 显示晚餐总金额
        System.out.println(food.getCost());
    }
}

结果如下,(float类型产生的误差请忽略):

------------一个普通的晚餐订单---------------
米饭,啤酒,红烧鱼,可乐,
13.400001
------------一位素食主义者的订单---------------
米饭,Vegetables,
12.5