设计模式：07-装饰者模式

1、星巴克咖啡订单项目

1）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）

2）调料：Milk、Soy（豆浆）、Chocolate

3）要求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

4）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。

2、方案 1

2.1 思路分析：

方案 1-较差的方案

2.2 问题分析

1）Drink 是一个抽象类，表示饮料

2）description 就是对咖啡的描述，比如咖啡的名字

3）cost()方法就是计算费用，Drink 类做成一个抽象方法。

4）Decaf 就是单品咖啡，继承 Drink，并实现 cost()

5）Espresso && Milk 就是单品咖啡+调料，这个组合很多

6）问题：这样设计，会有很多类，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。

3、方案 2

3.1 思路分析：

方案 2-解决星巴克咖啡订单项目（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，这样就不会造成数量过多。从而提高项目的维护性：

说明：milk、soy、chocolate 可以设计为 boolean，表示是否要添加相应的调料。

3.2 问题分析

1）方案 2 可以控制类的数量，不至于造成很多的类

2）在增加或者删除调料种类时，代码的维护量很大

3）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

4）考虑使用装饰者模式

4、装饰者模式

4.1 定义

1）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，他比继承更有弹性，装饰着模式也体现了开闭原则（ocp）

2）这里提到的动态的将新功能附加到对象和 ocp 原则，在后面的应用实例上会以代码的形式体验，需要细细体会。

4.2 原理

1）装饰者模式就像打包一个快递

• 主体：比如陶瓷、衣服（Component） // 被装饰者
• 包装：比如报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板（Decorator）// 装饰者

2）Component

主体：比如类似前面的 Drink

3）ConcreteComponent 和 Decorator

• ConcreteComponent：具体的主体，比如前面的各个单品咖啡
• Decorator：装饰者，比如各调料

4）在如图的 Component 与 ConcreteComponent 之间，如果 ConcreteComponent 类很多，还可以设计一个缓冲层，将共有的部分提取出来，抽象成一个类。

4.3 应用实例

1）思路分析

说明：

1. Drink 类就是前面说的抽象类，Component
2. ShortBlack 就是单品咖啡
3. Decorator 是一个装饰类，含有一个被装饰的对象（Drink obj）
4. Decorator 的 cost 方法进行一个费用的叠加计算，递归的计算架构

2）订单细节说明

装饰者模式下的订单：2 份巧克力+1 份牛奶的 LongBlack

说明：

1. Milk 包含了 LongBlack
2. 一份 Chocolate 包含了（Milk+LongBlack）
3. 一份 Chocolate 包含了（Chocolate+Milk+LongBlack）
4. 这样不管是什么形式的单品咖啡+调料组合，通过递归的方式可以方便的组合和维护

3）代码实现

Drink 饮料抽象类

package com.wenze.design.decorator;  
  
import lombok.Getter;  
import lombok.Setter;  
  
/**  
 * 饮料抽象类  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:37:13  
 * @since 1.0  
 */
@Setter  
@Getter  
public abstract class Drink {  
    /**  
     * 描述  
     */  
    public String description;  
    /**  
     * 价格  
     */  
    private double price;  
    public abstract double cost();  
}

Coffee 咖啡类

package com.wenze.design.decorator;  
  
import com.wenze.design.decorator.Drink;  
  
/**  
 * 咖啡类  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:39:04  
 * @since 1.0  
 */
public class Coffee extends Drink {  
    @Override  
    public double cost() {  
        return super.getPrice();  
    }  
}

Espresso 意大利浓咖啡类

package com.wenze.design.decorator.coffee;  
  
import com.wenze.design.decorator.Coffee;  
  
/**  
 * 意大利浓咖啡  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:39:31  
 * @since 1.0  
 */
public class Espresso extends Coffee {  
    public Espresso() {  
        setDescription("意大利浓咖啡");  
        setPrice(6.0);  
    }  
}

Decorator 装饰类

package com.wenze.design.decorator;  
  
/**  
 * 装饰者  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:42:35  
 * @since 1.0  
 */
public class Decorator extends Drink {  
    private Drink obj;  
    public Decorator(final Drink obj) {  
        this.obj = obj;  
    }  
    @Override  
    public double cost() {  
        // 自己的价格 + drink 的价格  
        return super.getPrice() + obj.cost();  
    }  
    @Override  
    public String getDescription() {  
        // 自己的描述+自己的价格+被装饰者的描述  
        return super.description + " " + super.getPrice() + " && " + obj.getDescription();  
    }  
}

Chocolate 巧克力类

package com.wenze.design.decorator.decorator;  
  
import com.wenze.design.decorator.Decorator;  
import com.wenze.design.decorator.Drink;  
  
/**  
 * 巧克力，具体的Decorator，这里就是调味品  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:51:04  
 * @since 1.0  
 */
public class Chocolate extends Decorator {  
    public Chocolate(final Drink obj) {  
        super(obj);  
        setDescription("巧克力");  
        setPrice(3.0);  
    }  
}

Milk 牛奶类

package com.wenze.design.decorator.decorator;  
  
import com.wenze.design.decorator.Decorator;  
import com.wenze.design.decorator.Drink;  
  
/**  
 * 牛奶  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:52:12  
 * @since 1.0  
 */
public class Milk extends Decorator {  
    public Milk(final Drink obj) {  
        super(obj);  
        setDescription("牛奶");  
        setPrice(2.0);  
    }  
}

CoffeeBar 咖啡店客户端类

package com.wenze.design.decorator;  
  
import com.wenze.design.decorator.coffee.LongBlack;  
import com.wenze.design.decorator.decorator.Chocolate;  
import com.wenze.design.decorator.decorator.Milk;  
  
/**  
 * 咖啡店，客户端  
 *  
 * @author wenze  
 * @version 1.0  
 * @Date 2023-10-25 18:53:19  
 * @since 1.0  
 */
public class CoffeeBar {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 2份巧克力+1 份牛奶+LongBlack  
		
        // 1. 点一份 LongBlack        Drink order = new LongBlack();  
		
        // 2. 加入一份牛奶  
        order = new Milk(order);  
		
        // 3. 加入一份巧克力  
        order = new Chocolate(order);  
		
        // 4. 加入第二份巧克力  
        order = new Chocolate(order);  
		  
        System.out.println("order price: " + order.cost());  
		  
        System.out.println("order description: " + order.getDescription());  
    }  
}

结果为：

5、装饰者模式在 JDK 应用的源码分析

Java 的 IO 结构，FilterInputStream 就是一个装饰者

// 是一个抽象类，即 Component
public abstract class InputStream implements Closeable{}
// 是一个装饰者类 Decorator
public class FilterInputStream extends InputStream {
	// 被装饰的对象
	protected volatile InputStream in;
}
// FilterInputStream子类，也继承了被装饰的对象 in
class DataInputStream extends FilterInputStream implements DataInput {}

说明：

1. InputStream 是抽象类，类似我们前面的 Drink
2. FileInputStream 是 InputStream 子类，类似前面的 Espresso，LongBlack
3. FilterInputStream 是 InputStream 子类，类似前面的 Decorator 装饰者
4. DataInputStream 是 FilterInputStream 子类，具体的修饰者，类似前面的 Milk等
5. FilterInputStream 类 有 protected volatile InputStream in; 即含被装饰者
6. 分析得出在 jdk 的 io 体系中，就是使用装饰者模式