10分钟一个设计模式系列-The Decorator Pattern

10分钟一个设计模式系列

The Decorator Pattern

1.Basic 基础

为何称这个模式为Decorator模式呢。我们先来看一个例子，一家咖啡店，有很多种类型的饮品，如DarkRoast, HouseBlend, Espresso等等。不同类型的饮品，还能加入不同的调料，例如牛奶，Mocha, 大豆等等。那么这样这些饮品将会有多种各式各样的组合类型。

那么在设计的时候，不容置疑需要一个类作为各种饮品的基类，这个类我们可以命名为Beverage，Beverage类有cost()方法以及getDescription()方法，分别获得价格以及饮品描述，但如何实现各个子类呢？难道每个特定种类的饮料都要涉及一个子类么？这会引发“类爆炸”(class explosion)，可以参加《Head First Design Patterns》英文版P81，抱歉本人并不知道是否有中文版以及中文版具体页数。

结合现实例子，我们可以这样考虑，像DarkRoast, HouseBlend, Espresso这些，都是特定咖啡种类，而制成一杯饮品，无非是在这些饮品里面添加调味料(Condiments)。那如果我们可以用两个子类来继承Beverage，一个代表饮品“类型”，一个代表“调味料”的基类。当你需要在饮品“添加”调味料时，再不断地添加调味料，价格再去累加，这样的设计更加合理，在这里，调味料就是Decorator,而饮品种类就是Component。这就是Decorator模式。

2. Implementation 实现

那我们来看看具体如何实现这个例子。

首先是基类Beverage:

public abstract class Beverage {
 String description = "Unknown Beverage";
 
 public String getDescription() {
     return description;
 }
 
 public abstract double cost();
}

而Component和Decorator都需要继承这个基类，因为他们都具有Description以及Cost。

接下来是各种Component：

例如Espresso以及House Blend:

public class Espresso extends Beverage{
 public Espresso() {
    description = "Espresso"; 
 }
 public double cost() {
     return 1.99;
 }
}

public class HouseBlend extends Beverage{
    public HouseBlend() {
        description = "House Blend Coffee";
    }
    
    public double cost() {
        return .89;
    }

}

CondimentDecorator，负责condiment的抽象类：

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage{
  public abstract String getDescription();
}

接下来继承CondimentDecorator的子类很重要，例如Mocha类，注意里面有一个Beverage的的子类实例去作为代理去delegate，来实现给这个实例添加“调味料”。

public class Mocha extends CondimentDecorator{
 Beverage beverage;
 public Mocha(Beverage beverage) {
     this.beverage = beverage;
 }
 
 public String getDescription() {
     return beverage.getDescription() + ", Mocha";
 }
 
 public double cost() {
     return beverage.cost()+.20;
 }
}

最后是测试代码:

public class test {
 public static void main(String[] args) {
     Beverage beverage = new Espresso();
     System.out.println(beverage.getDescription()+" $"+beverage.cost());
     Beverage beverage2 = new HouseBlend();
     System.out.println(beverage2.getDescription()+ " $"+beverage2.cost());
     
     //add some condiment
     beverage2 = new Mocha(beverage2);
     beverage2 = new Mocha(beverage2);
     System.out.println(beverage2.getDescription()+" $"+beverage2.cost());
 }
}

3. Java I/O 

其实在Java里，I/O类其实就用了Decorator模式，我们来看看java.io.*的继承关系。

 

 可以看到，FilterInputStream是一个抽象的Decorator类，而FileInputStream, StringBufferInputStream, ByteArrayInputStream则为Component类。

4.Decorator Pattern的“黑暗面”  Dark Side

首先，Decorator模式比较难读懂，不够直观。另外，当你创建一个Component实例时，你不单仅仅创建Component实例，你同时需要创建Decorator去修饰(wrap)它。这就造成了编写代码过程的复杂化。但这些问题并不代表Decorator不是一个好的设计模式，设计模式本质上说并无好坏之分，就像根本不存在完美的高内聚低耦合代码，只有不断地尝试去"折中"它。