系统架构设计——设计模式之装饰者模式

时间：2021-03-06 21:58:34

许多模式是长期经验的实证，可通过提供扩展的方法来保护代码免于被修改。接下来我将介绍一下一个完全遵循开放-关闭原则的设计模式——装饰者模式。它可以给爱用继承的人一个全新的设计眼界。——Head First 设计模式

装饰者模式的定义

动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

应用场景

与之前的策略模式不同，装饰者模式是用来解决多方案的组合问题的。试想一下五个策略的任意组合有多少种呢？答案是： 25−1=31 种组合
策略模式的处理只能是实现单个的策略，而非他们的组合。那么，这时候就需要用上装饰者模式了。其实在java中，i/o的封装就是用的这种模式。

结构图如下

系统架构设计——设计模式之装饰者模式

代码表示

现在我们从一个实际问题出发，体会一下装饰者模式的好处。
现实场景：在一家面馆中，面分为细面和宽面两种，价格分别为2元、2.5元。加入的料分为排骨和牛肉，价格分别为4元、4.5元。下面我们就使用装饰者模式实现他们的任意组合，并且如果加入别的种类，也不需要修改原先的代码。

1. 抽象构件（Component）角色，Noodles

package com.xiaocao.decorator;
/**
 * 顶层抽象类
 * 具有面的描述信息，和抽象的计算价格方法
 * @author 木小草
 *
 */
public abstract class Noddles {
    String description = "Unknown noodles";
public String getDescription() {
return description;
    }
public abstract double cost();
}

2. 具体构件（Concrete Component）角色，宽面和细面

package com.xiaocao.decorator;
/**
 * 面A的实现类，宽面不好描述，索性用A来代替
 * @author 木小草
 *
 */
public class NoodlesA extends Noddles{
public NoodlesA() {
        description = "宽面";
    }
public double cost() {
return 2.5;
    }
}
/*=============================================*/
package com.xiaocao.decorator;
/**
 * 面B的实现类
 * @author 木小草
 *
 */
public class NoodlesB extends Noddles{
public NoodlesB() {
        description = "细面";
    }
public double cost() {
return 2.0;
    }

}

3. 装饰（Decorator）角色，各种料的抽象

package com.xiaocao.decorator;

/**
 * 这是装饰者共同实现的接口，也可以是抽象类
 * @author 小草
 *
 */
public abstract class CondimentDecorator extends Noddles{
public abstract String getDescription();
}

4. 具体装饰（Concrete Decorator）角色，牛肉和排骨

package com.xiaocao.decorator;
/**
 * 装饰者的实现类，实现装饰部分，与其他装饰者没有关系
 * 如果添加装饰者可直接添加类即可，无需修改原有代码
 * @author 木小草
 *
 */
public class Beef extends CondimentDecorator{
// 这一步很重要，这是装饰者模式的重要实现方式，即利用多态
    Noddles beverage;
public Beef(Noddles beverage) {
this.beverage = beverage;
    }
public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ",牛肉";
    }
public double cost() {
return 4.0 + beverage.cost();
    }

}
/*================================================*/
package com.xiaocao.decorator;
/**
 * 
 * @author 木小草
 *
 */
public class Chops extends CondimentDecorator{

    Noddles beverage;
public Chops(Noddles beverage) {
this.beverage = beverage;
    }

public String getDescription() {
return beverage.getDescription() + ",排骨";
    }
public double cost() {
return 3.5 + beverage.cost();
    }
}

5. 测试

package com.xiaocao.decorator;

public class Test {
public static void main(String[] args) {
// new一个宽面
        Noddles noodles = new NoodlesA();
// 利用多态，将chops中的noodles被上一步的宽面赋值，相当于用chops装饰了上一步的宽面
        noodles = new Chops(noodles); 
// 利用多态，将上一步的排骨宽面赋值给beef的noodles，相当于用beef又装饰了一遍
        noodles = new Beef(noodles);
// 输出描述信息和计算价格一样，先调用beef的方法，然后通过noodles属性，一步步调用上一步的方法，实现动态装饰
        System.out.println(noodles.getDescription() + " $" + noodles.cost());
    }
}

运行结果如下
系统架构设计——设计模式之装饰者模式

装饰者模式的认识

  1. 装饰者模式严格遵循了开放-关闭原则，如果我们想现在加入一个炸酱料，只需要新建一个炸酱的类继承Noodles，实现其中的方法即可。无需改动任何其他的类。如果在服务器运行中，服务器也不用重新编译，只需要重启一下就行。如果想实现连服务器也不用重启，则需要我们用到其他的知识实现，在这里就不讨论了。
  2. 装饰者模式充分利用了多态的特性，在分离了装饰行为和业务组合的同时，也让他们之间并没有具体感知。换句话说就是，每一个装饰者中的noodles属性成员只是一个接口，并不知道具体是宽面还是细面还是牛肉的等等。从这个层面讲，这也体现了单一职责原则和高内聚低耦合的设计思想。
  3. 还是那句话，”它可以给爱用继承的人一个全新的设计眼界“。

优缺点

优点

  1. Decorator模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能，但是Decorator可以提供比继承更多的灵活性。
  2. 通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，设计师可以创造出很多不同行为的组合。

缺点

  1. 这种比继承更加灵活机动的特性，也同时意味着更加多的复杂性。
  2. 装饰模式会导致设计中出现许多小类，如果过度使用，会使程序变得很复杂。
  3. 装饰模式是针对抽象组件（Component）类型编程。但是，如果你要针对具体组件编程时，就应该重新思考你的应用架构，以及装饰者是否合适。当然也可以改变Component接口，增加新的公开的行为，实现“半透明”的装饰者模式。在实际项目中要做出最佳选择。

注意：转载请标明，转自itboy-木小草。
尊重原创，尊重技术。

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