【Java】我所知道设计模式之装饰者模式

• Z时代
• 2024-01-10
• 分类：技术分享

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();
}

class Coffee extends Drink {
@Override
public float cost() {
return super.getPrice();
}
}

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);
}
}

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();
}
}

//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);
}
}

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

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 

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 

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

传统方法实现的类图分析

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。

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。

在对象功能扩展方面，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)

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

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

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》

以上是 【Java】我所知道设计模式之装饰者模式 的全部内容， 来源链接： utcz.com/a/107075.html