(九)装饰者(包装)模式

一 定义

装饰者模式:在不改变原类文件以及不使用继承的情况下,动态地将责任附加到对象上,从而实现动态拓展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

1.1 设计原则

要使用装饰者模式,需要满足以下设计原则:
1、多用组合,少用继承
2、开放-关闭原则:类应该对拓展开放,对修改关闭

1.2 uml类图

image.png

CoffeeComponent:咖啡基类(也可以是接口/协议)
BlackCoffee:具体的咖啡,就是要被装饰的对象。
CondimentDecorator:配料的基类(装饰者的基类),而且需要继承于被装饰者基类CoffeeComponent,同时还要持有一个CoffeeComponent类型的属性。
MilkDecorator:牛奶装饰者,具体的装饰者对象。

二 实际问题

考虑一个咖啡店收费的问题:如何实现灵活的咖啡的价格计算。 咖啡店主要卖咖啡,但是后来为了满足不同客户的不同口味,只是纯咖啡,显得太单调了,就考虑增加不同的搭配,·搭配不同的配料·后会·组成另一种饮品·,这样,品种丰富了,但随之问题也来了,如何为不同新的品种计算新的准确的价格

2.1 解决方案一

可以采用继承的方式,将纯咖啡作为基类,而后需要什么品种的话,可以生成一个子类,单独作为一个品种来重写计算价格的方法,并且还可以为这个品种添加其他功能。但是:继承有一个很大的问题就是,这样的方案实现是首先你是知道都有什么品种的,才会派生出各种子类,但是,如果后续想要在某个现有品种中去掉一些或者加上一些内容,甚至直接删除这个品种,就会很麻烦的总是修改对应的类了,而且还有个缺点是:会产生很多种子类,如果品种很多,而且每个品种的差别很小的时候,都分别单独的作为一个类就会很麻烦。

总结

  1. 类爆炸
  2. 修改麻烦,且类和类之间充斥着大量重复代码

2.2 装饰者模式

这里我们可以把具体的咖啡饮品当做被装饰者,要加入的食物或饮料当做装饰者,每一种咖啡饮品可以被不同的装饰者装饰。

2.2.1 对应uml类图

image.png

三 总结

  1. 装饰者模式比继承更灵活:继承是静态的,而且继承的子类都有基类同样的功能,但是装饰者模式能够把功能分离到不同的装饰器中,可以动态的选择想要什么功能。
  2. 装饰者模式的本质是动态组合:动态的进行装饰器的组合,可以为被装饰对象透明的增加功能。
  3. 装饰者模式不仅可以增加功能,也可以完全实现新的功能和控制功能的访问。可以在装饰器中调用被装饰对象功能的时候,进行控制。

装饰者模式的缺点:会产生细粒度的对象,如果一系列的复杂功能,想要把不同的功能都细分到不同的装饰器上,就会产生很多细粒度的对象。

四 jdk中应用

inputStream太经典了


image.png
  1. InputStream 是抽象类, 类似我们前面讲的 Drink
  2. FileInputStream 是 InputStream 子类,类似我们前面的 DeCaf, LongBlack
  3. FilterInputStream 是 InputStream 子类:类似我们前面 的 Decorator 修饰者
  4. DataInputStream 是 FilterInputStream 子类,具体的修饰者,类似前面的 Milk, Soy 等
  5. FilterInputStream 类 有 protected volatile InputStream in; 即含被装饰者

4.1 小结

  1. 装饰者模式的使用场景其实需要一种组合的概念。使用继承很可能子类的数量是组合类型的乘积(太多了)
  2. 装饰(包装)的意思就是我们是要扩展被装饰者,丰富它的功能。比如InputStream想要使用缓存就用BufferedInputStream;想要用加解密就用EncryInputStream(举列子)。如果两者都要:则先用BufferedInputStream包装,然后再用EncryInputStream包装(反之也可以)
    这样的话,经过层层包装。功能越来越丰富了
  3. 这个有点像java中的动态代理。通过代理丰富/增强原来对象的功能
  4. 和桥接模式对比(个人理解)
    桥接模式:父子类都可能由多种类型,互相组合会产生大量具体实现类。
    现在对父类抽象做桥接器,子类也做抽象,并聚合到桥接器中。然后我们只需要对抽象做各自的实现,就组合成了大量的不同实现(类似之前的不同子类实现)
    装饰者模式:将基类和扩展类也可以父子类的关系。但扩展的类型更多(我的理解:桥接模式一般只有两个方面的扩展)。甚至可能在扩展的上面继续扩展。
    这样就用装饰者模式,我们只需要对每种扩展做一次实现。所有的扩展可能,都是不同扩展的组合而已

参考

  1. http://www.cocoachina.com/articles/28857
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