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第十章:装饰者模式,解决星巴克咖啡订单问题分析

1、星巴克咖啡订单项目

 

星巴克咖啡订单项目(咖啡馆)

 

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)

调料: Milk、 Soy(豆浆)、 Chocolate

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

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

 

方案1:解决星巴克咖啡订单问题分析

 

Drink 是一个抽象父类,表示饮料

des 就是对咖啡的描述,比如咖啡的名字

cost() 方法就是计算费用, 在 Drink 类中做成一个抽象方法

Decaf 就是单品咖啡, 继承 Drink,并实现 cost() 方法

Espress && Milk 就是单品咖啡 + 调料, 这类的组合有很多种

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

 

方案2:解决星巴克咖啡订单(稍微好一些)

 

前面分析到方案 1 中,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,这样就不会造成类数量过多。从而提高项目的维护性(如图)

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

方案 2 优缺点分析

方案 2 可以控制类的数量,不至于造成很多的类在增加或者删除调味品种类时,代码的维护量很大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 整形值考虑使用装饰者模式 2、装饰者模式定义 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,它比继承更有弹性,装饰者模式也体现了开闭原则(ocp)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现 3、装饰者模式原理

 

装饰者模式(Decorator)原理

 

装饰者模式就像打包一个快递 主体: 比如陶瓷、衣服 ,即 Component,被装饰者包装:比如报纸填充、塑料泡沫、纸板、木板,即 Decorator,装饰者 Component 主体类:比如类似前面的 DrinkConcreteComponent: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,装饰者里面聚合了一个 Component 的具体实现类在如图的Component与ConcreteComponent之间,如果实现类 ConcreteComponent 有很多,还可以设计一个缓冲层,将共有的部分提取出来,抽象出一个缓冲层

4、装饰者模式解决咖啡订单

装饰者模式解决星巴克咖啡订单

Drink 类就是前面说的抽象类,即 Component 主体类由于单品咖啡种类较多,设计 Coffee 抽象类作为缓冲层,Coffee 抽象层的实现类就是被装饰类,比如 ShortBlack、Decaf 等就是单品咖啡Decorator 是一个装饰类,继承了 Drink 类,并且聚合了一个被装饰的对象(Drink obj),Decorator 的 cost() 方法进行一个费用的叠加计算,需要递归计算价格各种调味品,比如 Chocolate、Milk、Soy 等,继承 Decorator 装饰类,聚合(装饰)了一个被装饰者

 

装饰者模式下的订单: 2 份巧克力 + 一份牛奶的 LongBlack

 

解决方案

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

代码实现

Drink:即 Component 主体类,其中定了义一个抽象方法 cost(),用于计算订单费用

 

public abstract class Drink {
	public String des; // 描述
	private float price = 0.0f; // 价格
	
	// 计算费用的抽象方法,由子类来实现
	public abstract float cost();
	public String getDes() {
		return des;
	}
	public void setDes(String des) {
		this.des = des;
	}
	public float getPrice() {
		return price;
	}
	public void setPrice(float price) {
		this.price = price;
	}
}

 

Coffee:被装饰者的抽象父类,因为具体的单品咖啡品种太多,所以我们将 Coffee 抽象类作为缓冲层

 

//被装饰者
public abstract class Coffee extends Drink {
	@Override
	public float cost() {
		return super.getPrice();
	}
}

 

Espresso、LongBlack、ShortBlack、DeCaf:被装饰者的具体实现类

 

public class Espresso extends Coffee {
	public Espresso() {
		setDes(" 意大利咖啡 ");
		setPrice(6.0f);

	}
}
public class LongBlack extends Coffee {
	public LongBlack() {
		setDes(" longblack ");
		setPrice(5.0f);
	}
}
public class ShortBlack extends Coffee {
	public ShortBlack() {
		setDes(" shortblack ");
		setPrice(4.0f);
	}
}
public class DeCaf extends Coffee {
	public DeCaf() {
		setDes(" 无因咖啡 ");
		setPrice(1.0f);
	}
}

 

Decorator:装饰者的抽象父类,该类实现了 Drink 接口,同时 Decorator 中聚合了一个 Drink 的具体实现类的对象,cost() 方法用于计算【装饰者(调味品) + 被装饰者(咖啡)】的费用

 

// 装饰者
public class Decorator extends Drink {
    
	private Drink obj; // 聚合一个单品咖啡(被装饰者)
	public Decorator(Drink obj) {
		this.obj = obj;
	}
	@Override
	public float cost() {
		// super.getPrice:调味品(装饰者)的价格
		// obj.cost():单品咖啡(被装饰者)的价格
		return super.getPrice() + obj.cost();
	}
	@Override
	public String getDes() {
		// des:调味品(装饰者)的描述信息
		// getPrice():调味品(装饰者)的价格
		// obj.getDes():单品咖啡(被装饰者)的信息
		return des + " " + getPrice() + " && " + obj.getDes();
	}
}

 

Chocolate、Milk、Soy:装饰者的具体实现类

 

//具体的Decorator, 这里就是调味品
public class Chocolate extends Decorator {
	public Chocolate(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 巧克力 ");
		setPrice(3.0f); // 调味品 的价格
	}
}
public class Milk extends Decorator {
	public Milk(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 牛奶 ");
		setPrice(2.0f);
	}
}
public class Soy extends Decorator {
	public Soy(Drink obj) {
		super(obj);
		setDes(" 豆浆  ");
		setPrice(1.5f);
	}
}

 

CoffeeBar:客户端,发出咖啡订单请求

 

public class CoffeeBar {
	public static void main(String[] args) {
		// 装饰者模式下的订单:2份巧克力+一份牛奶+LongBlack
		// 1. 点一份 LongBlack
		Drink order = new LongBlack();
		System.out.println("LongBlack的费用=" + order.cost());
		System.out.println("LongBlack的描述=" + order.getDes());
		// 2. order 加入一份牛奶
		order = new Milk(order);
		System.out.println("order 加入一份牛奶 费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 描述 = " + order.getDes());
		// 3. order 加入一份巧克力
		order = new Chocolate(order);
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力  费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入一份巧克力 描述 = " + order.getDes());
		// 3. order 加入一份巧克力
		order = new Chocolate(order);
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力   费用 =" + order.cost());
		System.out.println("order 加入一份牛奶 加入2份巧克力 描述 = " + order.getDes());
		System.out.println("===========================");
		// 牛奶+无卡咖啡
		Drink order2 = new DeCaf();
		System.out.println("order2 无因咖啡  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 描述 = " + order2.getDes());
		order2 = new Milk(order2);
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶  费用 =" + order2.cost());
		System.out.println("order2 无因咖啡 加入一份牛奶 描述 = " + order2.getDes());
	}
}

 

程序运行结果

使用装饰者模式,程序的扩展性特别强,比如我们想添加一个新的单品咖啡种类:DefCafe,我们只需让此类继承 Coffee 抽象父类即可,其他部分的代码无须作任何修改

5、JDK FileInputStream

 

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,具体分析如下

InputStream 是(被)装饰者的抽象父类,类似我们前面讲的 DrinkFileInputStream 是 InputStream 子类,为具体的被装饰者,类似我们前面的 DeCaf,LongBlackFilterInputStream 是 InputStream 子类,为装饰者的抽象父类,类似我们前面 的 Decorator 装饰者DataInputStream 是 FilterInputStream 子类,为具体的装饰者,类似前面的 Milk,Soy 等FilterInputStream 类中有 protected volatile InputStream in; 代码,即其中含有被装饰者

分析得出在jdk 的io体系中,就是使用装饰者模式

代码举例

 

public class Decorator {
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		// 说明
		// 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
		// 6. 分析得出在jdk 的io体系中,就是使用装饰者模式
		DataInputStream dis = new DataInputStream(new FileInputStream("d:\\abc.txt"));
		System.out.println(dis.read());
		dis.close();
	}
}

 

✪装饰着模式

装饰着模式可以动态的将一个新功能附加到对象上去

通常对业务分类为装饰着和被装饰者;将装饰者和被装饰者抽取出一个抽象层,被装饰抽象类会继承+聚合装饰类的抽象对象,这样灵活动态的控制业务。

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