Java设计模式(三):装饰者设计模式
1. 应用场景
- 需要动态的、透明的为一个对象添加职责,即不影响其他对象。
- 需要动态的给一个对象添加功能,这些功能可以再动态的撤销。
- 需要增加由一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能,从而使继承关系变的不现实。
- 当不能采用生成子类的方法进行扩充时。一种情况是,可能有大量独立的扩展,为支持每一种组合将产生大量的子类,使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏,或类定义不能用于生成子类。
2. 概念
动态的将责任链附加到对象上面。若要扩展对象,装饰者提供了比继承更加有弹性的替代方案。
3. Class Diagram
装饰者(Decorator)和具体组件(ConcreteComponent)都继承自组件(Component),具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象,而装饰者组合了一个组件,这样它可以装饰其它装饰者或者具体组件。所谓装饰,就是把这个装饰者套在被装饰者之上,从而动态扩展被装饰者的功能。装饰者的方法有一部分是自己的,这属于它的功能,然后调用被装饰者的方法实现,从而也保留了被装饰者的功能。可以看到,具体组件应当是装饰层次的最低层,因为只有具体组件的方法实现不需要依赖于其它对象。
- 装饰者和被装饰者对象都有相同的超类类型。
- 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者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,可以使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之前或者之后,加上自己的行为,已达到特点的目的。
- 对象可以在任何时刻被装饰,所有可以在运行时动态的、不限量的用你喜欢的装饰者来装饰对象。
4. Implementation
设计不同种类的饮料,饮料可以添加配料,比如可以添加牛奶,并且支持动态添加新配料。每增加一种配料,该饮料的价格就会增加,要求计算一种饮料的价格。
下图表示在 DarkRoast 饮料上新增新添加 Mocha 配料,之后又添加了 Whip 配料。DarkRoast 被 Mocha 包裹,Mocha 又被 Whip 包裹。它们都继承自相同父类,都有 cost() 方法,外层类的 cost() 方法调用了内层类的 cost() 方法。
public abstract class Beverage {
public String descripiton ="Unknown Berverage";
public String getDescripiton(){
return descripiton;
}
public abstract double cost();
}
public class Espresso extends Beverage {
public Espresso() {
descripiton="Espresso";
}
@Override
public double cost() {
return 1.99;
}
}
public class HouseBlend extends Beverage {
public HouseBlend() {
descripiton="HouseBlend";
}
@Override
public double cost() {
return 0.89;
}
}
public class DarkRoast extends Beverage {
public DarkRoast() {
descripiton="DarkRoast";
}
@Override
public double cost() {
return 0.12;
}
}
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
public abstract String getDescripiton();
}
public class Mocha extends CondimentDecorator {
private Beverage beverage;
public Mocha(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescripiton() {
return beverage.getDescripiton()+", Mocha";
}
@Override
public double cost() {
return beverage.cost()+0.20;
}
}
public class Soy extends CondimentDecorator {
private Beverage beverage;
public Soy(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescripiton() {
return beverage.getDescripiton()+", Soy";
}
@Override
public double cost() {
return beverage.cost()+0.10;
}
}
public class Whip extends CondimentDecorator {
private Beverage beverage;
public Whip(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
@Override
public String getDescripiton() {
return beverage.getDescripiton()+", Whip";
}
@Override
public double cost() {
return beverage.cost()+0.10;
}
}
public class StarbuzzCoffee {
public static void main(String[] args) {
Beverage beverage1=new Espresso();
System.out.println(beverage1.getDescripiton()+" $: "+ beverage1.cost());
Beverage beverage2=new DarkRoast();
beverage2=new Mocha(beverage2);
beverage2=new Mocha(beverage2);
beverage2=new Whip(beverage2);
System.out.println(beverage2.getDescripiton()+" $: "+ beverage2.cost());
Beverage beverage3=new HouseBlend();
beverage3=new Soy(beverage3);
beverage3=new Mocha(beverage3);
beverage3=new Whip(beverage3);
System.out.println(beverage3.getDescripiton()+" $: "+ beverage3.cost());
}
}
运行结果:
Espresso $: 1.99
DarkRoast, Mocha, Mocha, Whip $: 0.62
HouseBlend, Soy, Mocha, Whip $: 1.29
5. 设计原则
类应该对扩展开放,对修改关闭:也就是添加新功能时不需要修改代码。饮料可以动态添加新的配料,而不需要去修改饮料的代码。
不可能把所有的类设计成都满足这一原则,应当把该原则应用于最有可能发生改变的地方。
6. JDK
- java.io.BufferedInputStream(InputStream)
- java.io.DataInputStream(InputStream)
- java.io.BufferedOutputStream(OutputStream)
- java.util.zip.ZipOutputStream(OutputStream)
- java.util.Collections#checkedList|Map|Set|SortedSet|SortedMap