Day46-设计模式-装饰者模式

title: Day46-设计模式-装饰者模式

date: 2021-03-16 14:14:21

author: Liu_zimo

设计模式

• 设计模式分为三种类型，共23种
  1. 创建型模式：单例模式、抽象工厂模式、原型模式、建造者模式、工厂模式。
  2. 结构型模式：适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模式。
  3. 行为型模式：模版方法模式、命令模式、访问者模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模式、解释器模式(Interpreter模式)、状态模式、策略模式、职责链模式(责任链模式)。

装饰者模式

• 星巴克咖啡订单项目
  1. 咖啡种类/单品咖啡：Espressd(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：
  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
  6. 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：

  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)

  1. 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的种类时，代码的维护量很大
  3. 考虑用户可以添加多份调料时，可以将hasMilk返回一个对应的int
  4. 可以考虑使用装饰者模式
  • 说明：milk，soy，chocolate可以设计为Boolean，表示是否要添加相应的调料

基本介绍

• 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)
• 装饰者模式原理
  1. 装饰者模式就像打包一个快递
     • 主体：比如：陶瓷、衣服(Component)
     • 包装：比如：报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板(Decorator)

  2. Component

     主体：比如类似前面的Drink

  3. ConcreteComponent和DecoratorConcreteComponent：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

  4. 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。

• 装饰者模式 - 星巴克订单问题
  1. Drink类就是抽象类，Component
  2. ShortBlack就是单品咖啡
  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

• 若订单为：2份巧克力 + 1份牛奶 + LongBlack
  • Milk包含了LongBlack
  • 一份Chocolate包含了(Milk+LongBlack)
  • 一份Chocolate包含了(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。

package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 16:44
 */
public abstract class Drink {
    public String desc; // 描述
    private float price = 0.0f;
    public String getDesc() { return desc; }
    public void setDesc(String desc) { this.desc = desc; }
    public float getPrice() { return price; }
    public void setPrice(float price) { this.price = price; }
    // 计算费用的抽象方法
    public abstract float cost();
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      装饰者
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 16:58
 */
public class Decorator extends Drink{
    private Drink obj;
    public Decorator(Drink obj) { this.obj = obj; }
    @Override
    public float cost() { return super.getPrice() + obj.cost(); }
    @Override
    public String getDesc() { return super.desc + " " + super.getPrice() + " && " + obj.getDesc(); }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      牛奶 - 装饰品
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 17:03
 */
public class Milk extends Decorator {
    public Milk(Drink obj) {
        super(obj);
        setDesc("牛奶");
        setPrice(2.0f);
    }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      巧克力 - 装饰品
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 17:02
 */
public class Chocolate extends Decorator {
    public Chocolate(Drink obj) {
        super(obj);
        setDesc("巧克力");
        setPrice(3.0f);
    }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      咖啡类
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 16:53
 */
public class Coffee extends Drink {
    @Override
    public float cost() { return super.getPrice(); }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      意大利咖啡
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 16:54
 */
public class Espresso extends Coffee{
    public Espresso(){
        setDesc("意大利咖啡");
        setPrice(6.0f);
    }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;
/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      美式咖啡
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 16:55
 */
public class LongBlack extends Coffee {
    public LongBlack() {
        setDesc("美式咖啡");
        setPrice(5.0f);
    }
}
-------------------------------------------------------------------------
package com.zimo.设计模式.装饰者模式;

/**
 * 设计模式 - 装饰者模式：星巴克问题
 *      咖啡店
 *
 * @author Liu_zimo
 * @version v0.1 by 2021/3/16 17:05
 */
public class CoffeeShop {
    public static void main(String[] args) {
        // 2份巧克力 + 1份牛奶 + LongBlack
        Drink longBlack = new LongBlack();
        // 美式咖啡:5.0
        System.out.println(longBlack.getDesc() + ":"+longBlack.cost());	
        
        Drink milk = new Milk(longBlack);
        // 牛奶 2.0 && 美式咖啡:7.0
        System.out.println(milk.getDesc() + ":"+milk.cost());	

        Drink chocolate = new Chocolate(milk);
        // 巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && 美式咖啡:10.0
        System.out.println(chocolate.getDesc() + ":"+chocolate.cost());	

        Drink chocolate1 = new Chocolate(chocolate);
        // 巧克力 3.0 && 巧克力 3.0 && 牛奶 2.0 && 美式咖啡:13.0
        System.out.println(chocolate1.getDesc() + ":"+chocolate1.cost()); 
    }
}
           

JDK中应用分析

• Java的IO结构，FilterlnputStream就是一个装饰者

  • public abstract class InputStream implements Closeable{}

    是一个抽象类，即Component

  • public class FilterInputStream extends InputStream{

    是一个装饰者类，即Decorator

    protected volatile InputStream in}

    被装饰的对象

  • class DatalnputStream extends FilterInoutStream implements Datalnput { //FilterInputStream子类，也继承了被装饰的对象in }