裝飾者模式

你比從前快樂；發表於2022-12-07
模式

晚風吹人醒，萬事藏於心。我沒說不公平，也沒有說苦，我說我知道了。

歡迎來到星巴茲咖啡

Beverage是店裡所有飲料的抽象類，下面是飲料的不同口味。

在日常生活中，你在購買時，可能還會加一些小料（湊單滿減），例如燕奶（Steamed Milk)、豆漿（Soy)、摩卡（Mocha)等，在付款時，電腦的訂單系統會根據你點的飲料和加的小料計算出總的價錢。

我們現在就是要設計一個能自動計算價格的訂單系統。

最簡單的方法，就是所有的飲料包括小料都寫一個實現類，但是這樣在後期就是一個維護噩夢。不說可能有幾百種飲料幾百種實現方式，如果後期稍微改動其中一款小料的價格，那麼你就需要到一個一個的實現類裡面去進行修改，嚴重違反了軟體的設計原則。

tips:

程式碼應該如同晚霞中的蓮花一樣地關閉（免於改變）,如同晨曦中的蓮花一樣地開放（能夠擴充套件）。

設計原則：

類應該對擴充套件開放，對修改關閉。

這樣的設計具有彈性可以應對改變，可以接受新的功能來應對改變的需求。

注意：在選擇需要被擴充套件的程式碼部分時要小心。每個地方都採用開放-關閉原則，是一種浪費，也沒有必要，還會導致程式碼變得複雜且難以理解，要找到平衡點。

認識裝飾者模式

在上面星巴茲咖啡的設計中，實現類數量爆炸、設計死板、以及基類加入新功能不適用於所有的子類。

用裝飾者模式進行設計

  1. 拿一個深色烘焙咖啡（DarkRoast）物件

  2. 以摩卡（Mocha）物件裝飾它

  3. 以奶泡（Whip）物件裝飾它

  4. 呼叫cost()方法，並委託（delegate）將調料的價錢加上去

簡單來講就是將物件一層一層包起來，在呼叫的時候，先一層一層進去，之後一層一層計算結果出來。

定義裝飾者模式

說明：動態地將責任附加到物件上。若要擴充套件功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案。

使用裝飾者模式設計星巴茲類圖

注意：這裡使用繼承是達到“型別匹配”的目的（！！！），而不是利用繼承來獲得行為。

新咖啡師傅特訓

如果有一張單子點的是：“雙倍摩卡豆漿奶泡拿鐵咖啡”，進行設計實現。

流程

核心程式碼實現

總抽象類，裝飾類與被裝飾類都實現此類，達到型別匹配

/**
 * @Description 抽象類飲料
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:31
 */
public abstract class Beverage {
    public String description = "Unknown Beverage";
​
    public String getDescription() {
        return description;
    }
​
    public abstract double cost();
}

被裝飾類，不同口味飲料

/**
 * @Description 義大利濃縮咖啡
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:37
 */
public class Espresso extends Beverage {
​
    public Espresso() {
        description = "Espresso";
    }
​
    @Override
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}
/**
 * @Description 家庭混合咖啡
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:39
 */
public class HouseBlend extends Beverage {
​
    public HouseBlend() {
        description = "House Blend Coffee";
    }
​
    @Override
    public double cost() {
        return .89;
    }
}

裝飾抽象類

/**
 * @Description 裝飾類調料抽象類
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:35
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
    public abstract String getDescription();
}

裝飾類實現

/**
 * @Description 調料摩卡
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:41
 */
public class Mocha extends CondimentDecorator{
    private final Beverage beverage;
​
    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
​
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Mocha";
    }
​
    public double cost() {
        return .20 + beverage.cost();
    }
}
/**
 * @Description 調料奶泡
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 19:51
 */
public class Whip extends CondimentDecorator{
    private final Beverage beverage;
​
    public Whip(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }
​
    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ", Whip";
    }
​
    public double cost() {
        return .15 + beverage.cost();
    }
}

實現 雙倍摩卡豆漿奶泡拿鐵咖啡

/**
 * @Description 星巴茲計算
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/6 20:10
 */
public class StarbuzzCoffee {
    public static void main(String[] args) {
        Beverage beverage = new HouseBlend();
        System.out.println(beverage.getDescription() + ":" + beverage.cost() + "元");
​
        Beverage beverage1 = new HouseBlend();
        beverage1 = new Mocha(beverage1);
        beverage1 = new Mocha(beverage1);
        beverage1 = new Whip(beverage1);
        System.out.println(beverage1.getDescription() + ":" + beverage1.cost() + "元");
    }
}

真實世界的裝飾者：Java I/O

下面是一個典型的物件集合，用裝飾者來將功能結合起來，以讀取檔案資料。

和星巴茲的設計相比，java.io其實並沒有多大的差距。

核心程式碼示例

/**
 * @Description 獲取文字行數
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/7 19:34
 */
public class LowerNumberInputStream extends FilterInputStream {
​
    public LowerNumberInputStream(InputStream in) {
        super(in);
    }
​
    public int read() throws IOException {
        int c = super.read();
        return (c == -1 ? c : Character.toLowerCase(c));
    }
​
    public int read(byte[] b, int offset, int len) throws IOException {
        int result = super.read(b, offset, len);
        for (int i = offset; i < offset + result; i++) {
            b[i] = (byte) Character.toLowerCase(b[i]);
        }
        return result;
    }
}
/**
 * @Description IO測試
 * @Author lh
 * @Date 2022/12/7 19:40
 */
public class InputTest {
    public static void main(String[] args) throws FileNotFoundException {
        int c;
        try {
            InputStream in = new LowerNumberInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("text.txt")));
            while ((c = in.read()) >= 0) {
                System.out.println(c);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

總結

  • 裝飾者和被裝飾者物件有相同的超型別（型別匹配）。

  • 你可以用一個或多個裝飾者包裝一個物件。

  • 既然裝飾者和被裝飾者有相同的超型別，所以在任何需要原始物件（被包裝的）場合，可以用裝飾過的物件代替它。

  • 裝飾者可以在所委託被裝飾者的行為之前與之後，加上自己的行為，以達到特定的目的。

  • 物件可以在任何時候被裝飾，所以可以在執行時動態地、不限量得使用你喜歡的裝飾者來裝飾物件。

程式碼地址

https://gitee.com/LHDAXIE/design-mode

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