我所知道设计模式之装饰者模式

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前言介绍


接下里介绍的是Java 的设计模式之一:装饰者模式

我们还是以一个问题进行展开,引入装饰者模式

现在星巴克咖啡有订单项目(咖啡管):单品咖啡 + 调料的方式

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:

1.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

2.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

一、传统方法实现需求

已知目前有四种单品咖啡+三种调料,当前最笨的方法是各种组合列出来

image.png

传统方法实现的类图分析

image.png

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, 这种组合很多

问题: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

ok,那么我们怎么进行优化?能不能参考之前的设计模式优化一下

二、优化传统方式解决订单(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

image.png

问题分析


方案 2 可以控制类的数量,不至于造成很多的类

但是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

于是我们推荐考虑使用 装饰者模式

三、什么是装饰者模式

装饰者模式:动态的将新功能附加到对象上。

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)

装饰者模式原理图

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)

image.png

同时我们观察装饰者Decorator 聚合父类,代表我们可以包含被装饰者

四、使用装饰者解决咖啡订单问题

设计图分析

image.png

好,让我们根据思路第一步,先创建Drink类把

abstract class Drink {
    
    public String des; // 描 述
    
    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;}

    //计算费用的抽象方法
    //子类来实现
    public abstract float cost();
}

第二步:创建缓冲层,将咖啡共有的特点抽取成一个父类

class Coffee extends Drink {

    @Override
    public float cost() {
          return super.getPrice();
    }
}

第三步:我们创建众多的咖啡具体类,比如说美式咖啡、意大利咖啡等

class DeCaf extends Coffee {

    public DeCaf() {
        setDes(" 美式咖啡 ");
        setPrice(1.0f);
    }
}

class Espresso extends Coffee {

    public Espresso() {
        setDes(" 意大利咖啡 ");
        setPrice(6.0f);
    }
}
class LongBlack extends Coffee {

    public LongBlack() {
        setDes("longblack ");
        setPrice(5.0f);
    }
}

第四步:按照思路创建装饰者,并成本 = 咖啡 + 调料的价格

class Decorator extends Drink {
    
    private Drink obj;
    //将咖啡放进来
    public Decorator(Drink obj) { 
        this.obj = obj;
    }

    @Override
    public float cost() {
        //getPrice 自己价格
        return super.getPrice() + obj.cost();
    }

    @Override
    public String getDes() {
        // obj.getDes() 输出被装饰者的信息
        return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
    }
}

第五步:我们创建调料信息,比如说牛奶、巧克力、豆浆等

//具体的 Decorator, 这里就是调味品
class Chocolate extends Decorator {

    public Chocolate(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes(" 巧克力 ");
        setPrice(3.0f); // 调味品的价格
    }
}

class Milk extends Decorator {

    public Milk(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes(" 牛 奶 ");
        setPrice(2.0f);
    }
}

class Soy extends Decorator {

    public Soy(Drink obj) {
        super(obj);
        setDes(" 豆浆 ");
        setPrice(1.5f);
    }
}

比如说当前小明下单:2 份巧克力 + 牛奶调料的美式咖啡

我们一起使用demo来看看装饰者模式下的调用把

public static void main(String[] args) {

    // 装饰者模式下的订单:2 份巧克力+一份牛奶的 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());
}
运行结果如下:
费用 1=5.0
描述= longblack

这个时候我们添加进牛奶给LongBlack咖啡

public static void main(String[] args) {

    // 装饰者模式下的订单:2 份巧克力+一份牛奶的 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 加入一份牛奶
    order = new Milk(order);
    System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
    System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());
}
运行结果如下:
费用 1=5.0
描述= longblack
order 加入一份牛奶 费用 =7.0
order 加入一份牛奶 描述 =  牛 奶  2.0 &&  longblack 

诶,要是我们这个时候再加入巧克力呢?

public static void main(String[] args) {

    // 装饰者模式下的订单:2 份巧克力+一份牛奶的 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 加入一份牛奶
    order = new Milk(order);
    System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
    System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());
    
    // 3. order 加入第一份巧克力
    order = new Chocolate(order);
    System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 费 用 =" + order.cost());
    System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());

    // 4. order 加入第二份巧克力
    order = new Chocolate(order);
    System.out.println("order 加入一份牛奶 加入 2 份巧克力 费 用 =" + order.cost());
    System.out.println("order 加入一份牛奶 加入 2 份巧克力 描述 = " + order.getDes());
}
运行结果如下:
费用 1=5.0
描述= longblack
order 加入一份牛奶 费用 =7.0
order 加入一份牛奶 描述 =  牛 奶  2.0 &&  longblack 
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 费 用 = 10.0
order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述  =  巧克力  3.0 &&  牛 奶  2.0 &&  longblack 
order 加入一份牛奶 加入 2份巧克力 费 用 = 13.0
order 加入一份牛奶 加入 2份巧克力 描述  =  巧克力  3.0 &&  巧克力  3.0 &&  牛 奶  2.0 &&  longblack 

为什么价格会是这样的呢?因为我们继承Drink时,自身金额 = 0.0f

每次进行计算的时候,都会进行叠加的方式进行计算,这样的关系图如下

image.png

参考资料


尚硅谷:设计模式(韩顺平老师):装饰者模式

Refactoring.Guru:《深入设计模式》

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