设计模式学习笔记(2)——装饰模式(Decorator Pattern)
###一.目的
装饰模式的目的是动态的为对象添加一些额外职责。就增加功能来说, Decorator 模式比继承产生的子类给为灵活。 ——GoF《Design Pattern》。
###二.描述
举HeadFirst中Starbucks的例子,星巴克中有很多种饮料,每种饮料需要有单独的计算价格cost()的功能,以及能够获得该饮料的具体描述的getDescription()功能。如果通过设置一个Beverage超类,
所有其它的具体饮料都继承该超类,就会产生类爆炸现象(可以考虑有4大类饮料,HouseBlend,DarkRotast,Decaf,Espresso,4种配料milk,soy,mocha,whip,配料可以自由组合,自己算算一共有多少种具体的饮料类型吧),显然这是不行的(考虑一下某种配料的价格改变了,那么需要改变的类的数目!!)。
一种改进方法是将配料价格的计算放在超类Beverage中,
这样就不用担心某种配料价格的改变了(可以通过超类来设置配料价格),但是这种设置方式还是有缺陷的,可以想象一下如果创造出一种新的配料(毕竟创新时代嘛),那么就不得不改变超类Beverage,在其中添加新配料的方法,改变现有的代码是OO里极其避讳的事情,因此需要更好的方法来处理类似的问题,于是,就有了Decorator Pattern。
Decorator Pattern的目的就是要动态的想对象中添加功能,针对此例来说,我们可以将配料当作额外的功能,饮料大类当作目标对象,用配料来装饰目标对象,例如,想要一个加鲜奶(whip)摩卡(mocha)的DarkRoast,那么,首先选择目标对象,DarkRoast,然后用添加mocha,(用mocha装饰),形成一个加mocha的DarkRoast,然后添加whip(用whip装饰),产生最终的饮料,但是在这里有一点很重要,如何计算价钱,毕竟人家要赚钱么~设计中很容易,因为所有的目标对象类,以及配料类都是继承自超类Beverage,(不过注意这里,继承并不是为了获取父类功能,只是为了类型的统一),均有一个cost()方法,调用最后包装好的目标对象的cost()方法得到的就是全部的价钱。好像有点乱哈,先看看类图吧:
每个目标对象类(Espresso等)都继承自超类Beverage,实现超类提供一个抽象方法cost(),配料装饰类继承自一个抽象类CondimentDecorator类,该抽相类同样继承自超类Beverage,并且覆盖了超类中的getDescription()方法,使其成为抽象方法,强制具体的配料类必须实现该方法。并且每个具体的配料类中都拥有一个Beverage实例对象,作为其要包装的目标对象。
###三.代码实现:
Beverage 类 :
public abstract class Beverage {
String description="Unknown Beverage";
public abstract double cost();
public String getDescription() {
return description;
}
}
具体目标对象类:
DarkRoast类:
public class DarkRoast extends Beverage {
public DarkRoast(){
super.description = "DarkRoast";
}
public double cost() {
return 0.89;//事实上应该提供一个price属性,然后提供该属性的setter,getter方法
}
}
这个代码实例是按照HeadFirst上实现的,事实上,个人觉得在实际应用中应该提供一个price属性,并为该属性提供setter和getter方法,用于设置该饮料的价格,而不是直接将价格硬编码到类中。
这个累的实现很简单,就是在构造时设置description为对应的饮料描述。其余的目标类与这个类的实现类似,只不过对应的描述,价格不同而已。
抽象配料装饰类:
CondimentDecorator类:
public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
public abstract String getDescription();
}
该抽象类强制具体实现的配料类要提供getDescription方法,这也是HeadFirst中的实现,但是我个人觉得,应该把子类中的beverage也放到该类中,毕竟是共性的东西。
具体配料类的实现:
Mocha类:
public class Mocha extends CondimentDecorator {
private Beverage beverage;
public Mocha(Beverage beverage) {
this.beverage = beverage;
}
public double cost() {
return beverage.cost()+0.25;
}
@Override
public String getDescription() {
// TODO Auto-generated method stub
return beverage.getDescription()+", Mocha";
}
}
具体配料类的构造方法中有一个参数,也就是目标对象,通过构造方法为属性赋值,计算价格时调用目标对象的cost()方法,然后加上配料的价格,实现抽象配料类中的getDescription()方法,调用目标对象的getDescription(),并添加相应的配料描述。同样在这里,我觉得应该为配料提供一个价格属性,price,而不是直接将价格硬编码到类中。其余的配料实现类与该类的实现类似。
测试类:
public class StarbuzzTest {
public static void main(String[] args){
Beverage beverage = new Espresso();
System.out.println(beverage.getDescription()+" $"+beverage.cost());
Beverage beverage2 = new DarkRoast();
beverage2 = new Mocha(beverage2);
beverage2 = new Whip(beverage2);
System.out.println(beverage2.getDescription()+" $"+beverage2.cost());
Beverage beverage3 = new HouseBlend();
beverage3 = new Soy(beverage3);
beverage3 = new Mocha(beverage3);
beverage3 = new Mocha(beverage3);
System.out.println(beverage3.getDescription()+" $"+beverage3.cost());
}
}
测试类中用于产生目标饮料类型对象的语句,可以采用工厂方法,或者抽象工厂等模式来实现,这里只是为了简化,尊重HeadFirst原书实现。
测试结果:
Espresso $1.05
DarkRoast, Mocha, Whip $1.39
HouseBlend, Soy, Mocha, Mocha $2.69
###四.总结
装饰模式的作用就是为目标对象动态添加职责。它提供了一种比继承更加自由的扩展功能的实现。
当然,装饰模式中也用到了继承,但是这里的继承只是为了实现类型的统一,因为需要要使目标对象与装饰对象具有相同的超类。而不是想通常所用继承为了扩展超类的功能。
该模式的参与者包括:
Component:定义一个对象接口,可以给这些对象动态添加职责。
ConcreteComponent:定义一个对象,可以个这个对象添加职责。
Decorator:拥有一个目标对象Component的引用,并且该Decorator实现了目标Component接口。
ConcreteDecorator:负责向目标对象添加职责的具体Decorator实现。
通用的装饰模式类图:
装饰模式的优点:
-
比静态集成更灵活。
-
避免在层次结构高层的类有太多的特征。
——GoF 《Design Pattern 》
适用性:
-
在不影响其他对象的情况下,以动态的,透明的方式给单个对象添加职责。
-
处理可撤销的职责。
-
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,将产生大量子类(例如上面的类爆炸),使得子类呈现爆炸式增长。另一种就是类定义被隐藏,也就是说不允许生成子类(java中的final类)。
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