《Head First设计模式》第三章笔记装饰者模式

雨点打透心脏的1/2处 2022-03-18 12:44 238阅读 0赞

### 装饰者模式（Decorator Pattern) ###

\*利用组合（composition）和委托（delegation）可以在运行时实现继承行为的效果，动态地给对象加上新的行为。

\*利用继承扩展子类的行为，是在编译时静态决定的；利用组合的做法，可以在运行时动态地扩展对象的行为。

**软件设计原则：**类应该对扩展开放，对修改关闭。这就是我们常说的开放关闭原则。

\*开放-关闭原则使类容易扩展，在不修改代码的情况下，通过搭配实现新的行为。这样的设计可以应对改变，比如增加新功能或需求发生变更。

**OO设计技巧：**允许系统在不修改代码的情况下，进行功能扩展。  
装饰者模式：动态地将责任加到对象身上。如果要扩展功能，装饰者模式提供了比继承更有弹性的替代方案。  
装饰者模式中，装饰者可以在被装饰者的行为之前或之后，加上自己的行为，以实现特性的目的。

装饰者模式的几个缺点：

（1）有时在设计中加入大量的小类，变得不容易理解。  
（2）有的客户端代码依赖于特定的类型（这是个比较糟糕的习惯，违反了“针对接口编程，而不是针对实现编程”的设计原则），当服务器端引入装饰者模式时，客户端就会出现状况。  
（3）装饰者模式使得实例化组件的复杂度提升。  
\*遵循开放-关闭原则设计系统，努力使关闭的部分（不变）和开放的部分（变化）隔离开来。

### 问题背景： ###

设计一个咖啡订单系统。咖啡可以加配料，不同的配料收费不同。如果一个顾客想要摩卡（Mocha）和奶泡（Whip）深焙咖啡（DarkRoast）该怎样去计算费用呢？

类结构图

![format_png][]

Beverage（饮料）是一个抽象类，店内所提供的饮料都必须继承此类。cost()方法是抽象的，子类必须定义自己的实现。description（叙述）的实例变量，由每个子类设置，用来描述饮料，如“超优深焙咖啡豆”。利用getDescription()方法返回此叙述。购买咖啡时，可以要求在其中加入各种调料，如：牛奶、豆浆、摩卡等。咖啡馆会根据所加入的调料收取不同的费用。如果直接用继承，会造成类爆炸。如果从基类Beverage下手，加上实例变量代表是否加上调料（牛奶、豆浆、摩卡……），看起来是不错，但是不符合我们的设计原则。如调料价钱改变会使我们更改基类代码、一旦出现新的调料，我们就需要加上新方法，并改变超类中的cost()等，所以我们使用到了装饰者模式。

先从Beverage类下手

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>abstract</code> <code>class</code> <code>Beverage{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>publicstring description=</code><code>"Uknown Beverage"</code><code>；</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//叙述方法已经实理</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>String getDescription（）{ </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>description；</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//价线必须在子类中实理</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>abstract</code> <code>double</code> <code>cost（）；</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

实现调料（Condiment）类，同时这个类也是个装饰者类

//必须让CondimentDecorator 能够取代Beverage public abstract class CondimentDecorator extends Beverage\{ //所有转饰者必须重新实现getDescription public abstract String getDescription（）； \}基类已经创建好了，让我们来实现那些饮料（Beverage）类

//让Espresso扩展自Beverage，因为Espresso是一种饮料

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>Espresso&nbsp;</code><code>extends</code> <code>Beverage { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//设置饮料的描述</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>Espresso() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>description =&nbsp;</code><code>"Espresso"</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//计算Espresso的价钱，现在不需要管调料的价钱</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>double</code> <code>cost() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>1.99</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>HouseBlend&nbsp;</code><code>extends</code> <code>Beverage { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>HouseBlend() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>description =&nbsp;</code><code>"HouseBlend"</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>double</code> <code>cost() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>.</code><code>89</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

我们已经完成了抽象组件（Beverage），有了具体组件（HouseBlend），也有了抽象装饰者（CondimentDecorator）。现在，我们就来实现具体装饰者：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 </td> 
 <td> <code>//Mocha是一个装饰者，所以扩展自CondimentDecorator</code> <code>public</code> <code>class</code> <code>Mocha&nbsp;</code><code>extends</code> <code>CondimentDecorator { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//用一个实例变量记录饮料，也就是被装饰者</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Beverage beverage;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//把饮料当做构造器参数，再由构造器将此饮料记录在实例变量中</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>Mocha(Beverage beverage) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>this</code><code>.beverage = beverage;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//利用委托的做法，得到一个叙述，然后在其后加上调料的叙述</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>String getDescription() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>beverage.getDescription() +&nbsp;</code><code>"，Mocha"</code><code>;</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//首先把调用委托给被装饰者对象，然后再加上Mocha的价钱</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>double</code> <code>cost() { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>return</code> <code>.</code><code>20</code> <code>+ beverage.cost();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

测试代码：

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 </td> 
 <td> <code>public</code> <code>class</code> <code>App { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) { </code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//订一杯Espresso，不需要调料</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Beverage espresso =&nbsp;</code><code>new</code> <code>Espresso();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(espresso.getDescription() +&nbsp;</code><code>" $"</code> <code>+ espresso.cost());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>//订一杯调料为摩卡的HouseBlend咖啡</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>Beverage houseBlend =&nbsp;</code><code>new</code> <code>HouseBlend();</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>houseBlend =&nbsp;</code><code>new</code> <code>Mocha(houseBlend);</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>System.out.println(houseBlend.getDescription() +&nbsp;</code><code>" $"</code> <code>+ houseBlend.cost());</code> <code>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;</code><code>}</code> <code>}</code> </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

输出为：

Espresso $1.99

HouseBlend，Mocha $1.09

### 总结 ###

**装饰者模式**:动态地将责任附件到对象上。若要扩展功能，装饰者提东了比继承更有弹性的替代方案。

\*装饰者和被装饰对象有相同的**超类型**

\*你可以用一个或者多个装饰者包装一个对象。

\*既然装饰者和被装饰对象有相同的超类型，所以在任何需要原始对象(被包装的)的场合，可以用装饰过的对象代替它。

**\*装饰者可以在所委托被装饰者的行为前与/或之后，加上自己的行为，已达到特定的目的。**

\*对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象

**设计原则：类应该对扩展开放，对修改关闭(开放-关闭原则)。**

> 注意：遵循开放-关闭原则，通常会引入新的抽象层次，增加代码的复杂度。你需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方，然后应用开放-关闭原则。在选择需要被扩展的代码部分时要小心，每个地方都采用开放-关闭原则，是一种浪费，也没必要，还会导致代码变得复杂且难以理解。

**要点：**

*   *  继承属于扩展形式之一，但不见得是达到弹性设计的最佳方式。
     *  在我们的设计中，应该允许行为可以被扩展，而无须修改现有的代码。
     *  组合和委托可用于在运行时动态地加上新的行为。
     *  除了继承，装饰者模式也可以让我们扩展行为，
     *  装饰者模式意味着一群装饰者类，这些类用了包装具体组件。
     *  装饰者类反映出被装饰的组件类型(事实上，他们具有相同的类型，都经过接口或继承实现)。
     *  装饰者可以在被装饰者的行为前面与/或后面加上自己的行为，甚至将被装饰者的行为整个取代掉，而达到特定的目的。
     *  你可以用无数个装饰者包装一个组件。
     *  装饰者一般对组件的客户是透明的，除非客户程序依赖于组件的具体类型。
     *  装饰者会导致设计中出现许多小对象，如果过度使用，会让程序变得很复杂。

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