Java设计模式(三)：装饰者设计模式

1. 应用场景

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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