【设计模式 - 9】之装饰者模式（Decorator）

1、模式简介

　　装饰者模式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。

　　装饰者模式的思路是用“调料”对象将原始对象进行层层包裹，同时其属性、动作层层传递，达到最终的扩展效果。因此，要求原始对象和“调料”对象继承同一个类或实现同一个接口，这样才能在装饰完成后调用原始对象的属性或动作。

装饰者模式的优点：

• 可以动态的扩展功能；
• 装饰者和被装饰者解耦，互相不关联。

装饰者模式的缺点：

　　多层装饰比较复杂。

装饰者模式的适用场景：

• 扩展一个类的功能；
• 动态增加和撤销功能。

注意：装饰者模式可以替代繁杂的继承，但其内部实现使用的也是继承。也就是说，装饰者模式将繁杂的继承转化成了其内部的简单的继承。

2、案例

2.1、需求

　　一个咖啡店中提供四种咖啡：综合咖啡（HouseBlend）、深焙咖啡（Dark Roast）、低咖啡因咖啡（Espresso）和浓缩咖啡（Decaf）。

　　消费者除了可以买这些已经调配好的咖啡之外，还可以添加自己喜欢的调料。供选择的调料有：牛奶（Milk）、巧克力摩卡（Mocha）、豆浆（Soy）和奶泡（Whip）。

　　每种咖啡或调料都有自己的价钱，消费者通过选择不同的咖啡和调料进行组合，最终得到最终组合的详细信息（咖啡和调料的名称）以及最终的价钱。

2.2、分析

　　通过描述，我们的程序中需要有两类东西：咖啡和调料，这两种东西可以任意的搭配。针对这个问题我们有如下两种方案：

方案一：

　　我们可以针对每一种可能有的选择编写一个类，如：加一份摩卡的综合咖啡、加两份豆浆和一份奶泡的低咖啡因咖啡，等等。这样做的结果是我们会面临一个非常严重的问题——类爆炸。而且，如果牛奶的价钱上调了，我们也不好维护，因此这种方案是不可行的。

方案二：

　　我们可以使用设计模式中的装饰者模式，将咖啡使用调料层层包裹，最终得到消费者想要的口味搭配。这样，我们就只需要四种咖啡和四种调料这8个类就足够了。

　　上面说到，如果使用装饰者模式，那么装饰者和被装饰者都需要继承自同一个父类或实现同一个接口，便于层层包裹。我们这里让这8个类都继承自一个Beverage的抽象类，同时四种调料继承一个继承自Beverage类的装饰者类CondimentDecorator。具体UML图如下所示：

2.3、实现

　　Beverage抽象类：

public abstract class Beverage {
   protected String description;

   public String getDescription() {
      return description;
   }

   public abstract double getCost();
}

　　HouseBlend类：

public class HouseBlend extends Beverage {

   public HouseBlend() {
      super.description = "HouseBlend Coffee";
   }

   @Override
   public double getCost() {
      return 20.5;
   }
}

　　Milk中的代码：

public class Milk extends CondimentDecorator {
   private Beverage beverage;

   public Milk(Beverage beverage) {
      this.beverage = beverage;
   }

   @Override
   public String getDescription() {
      return beverage.getDescription() + " + Milk";
   }

   @Override
   public double getCost() {
      return beverage.getCost() + 5.5;
   }
}

　　Test类：

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
      // 一杯低咖啡因咖啡
      Beverage beverage1 = new Espresso();
      System.out.println(beverage1.getDescription() + " = " + beverage1.getCost());
      // 一杯浓缩咖啡，加两份摩卡
      Beverage beverage2 = new Decaf();
      beverage2 = new Mocha(beverage2);
      beverage2 = new Mocha(beverage2);
      System.out.println(beverage2.getDescription() + " = " + beverage2.getCost());
      // 一杯综合咖啡，加一份牛奶和一份摩卡
      Beverage beverage3 = new HouseBlend();
      beverage3 = new Milk(beverage3);
      beverage3 = new Mocha(beverage3);
      System.out.println(beverage3.getDescription() + " = " + beverage3.getCost());
   }
}

　　运行结果如下图所示：

　　最后贴出装饰者模式的GitHub代码：【GitHub - Decorator】。