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Java设计模式——装饰模式（Decorator Pattern）

2022-01-10 209

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简介： Java设计模式——装饰模式（Decorator Pattern）

从今天开始呢，阿Q就带大家了解一下java的设计模式，并从中选出比较常用的几种设计模式进行总结。首先呢，先给大家说一下设计模式到底是什么。

设计模式

设计模式（Design pattern）代表了最佳的实践，通常被有经验的面向对象的软件开发人员所采用。设计模式是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案。这些解决方案是众多软件开发人员经过相当长的一段时间的试验和错误总结出来的。设计模式是一套被反复使用的、多数人知晓的、经过分类编目的、代码设计经验的总结。使用设计模式是为了重用代码、让代码更容易被他人理解、保证代码可靠性。毫无疑问，设计模式于己于他人于系统都是多赢的，设计模式使代码编制真正工程化，设计模式是软件工程的基石，如同大厦的一块块砖石一样。项目中合理地运用设计模式可以完美地解决很多问题，每种模式在现实中都有相应的原理来与之对应，每种模式都描述了一个在我们周围不断重复发生的问题，以及该问题的核心解决方案，这也是设计模式能被广泛应用的原因。

设计模式分类

设计模式可以分为三大类：

一、创建型模式（Creational Patterns）

这些设计模式提供了一种在创建对象的同时隐藏创建逻辑的方式，而不是使用 new 运算符直接实例化对象。这使得程序在判断针对某个给定实例需要创建哪些对象时更加灵活。包括工厂模式（Factory Pattern），抽象工厂模式（Abstract Factory Pattern），单例模式（Singleton Pattern），建造者模式（Builder Pattern），原型模式（Prototype Pattern）。

二、结构型模式（Structural Patterns）

这些设计模式关注类和对象的组合。继承的概念被用来组合接口和定义组合对象获得新功能的方式。包括适配器模式（Adapter Pattern），桥接模式（Bridge Pattern），过滤器模式（Filter、Criteria Pattern），组合模式（Composite Pattern），装饰器模式（Decorator Pattern），外观模式（Facade Pattern），享元模式（Flyweight Pattern），代理模式（Proxy Pattern）

三、行为型模式（Behavioral Patterns）

这些设计模式特别关注对象之间的通信。包括责任链模式（Chain of Responsibility Pattern），命令模式（Command Pattern），解释器模式（Interpreter Pattern），迭代器模式（Iterator Pattern），中介者模式（Mediator Pattern），备忘录模式（Memento Pattern），观察者模式（Observer Pattern），状态模式（State Pattern），空对象模式（Null Object Pattern），策略模式（Strategy Pattern），模板模式（Template Pattern），访问者模式（Visitor Pattern）

设计模式之间的关系图

设计模式的六大原则

1、开闭原则（Open Close Principle）

开闭原则的意思是：对扩展开放，对修改关闭。在程序需要进行拓展的时候，不能去修改原有的代码，实现一个热插拔的效果。简言之，是为了使程序的扩展性好，易于维护和升级。想要达到这样的效果，我们需要使用接口和抽象类，后面的具体设计中我们会提到这点。

2、里氏代换原则（Liskov Substitution Principle）

里氏代换原则是面向对象设计的基本原则之一。里氏代换原则中说，任何基类可以出现的地方，子类一定可以出现。LSP 是继承复用的基石，只有当派生类可以替换掉基类，且软件单位的功能不受到影响时，基类才能真正被复用，而派生类也能够在基类的基础上增加新的行为。里氏代换原则是对开闭原则的补充。实现开闭原则的关键步骤就是抽象化，而基类与子类的继承关系就是抽象化的具体实现，所以里氏代换原则是对实现抽象化的具体步骤的规范。

3、依赖倒转原则（Dependence Inversion Principle）

这个原则是开闭原则的基础，具体内容：针对接口编程，依赖于抽象而不依赖于具体。

4、接口隔离原则（Interface Segregation Principle）

这个原则的意思是：使用多个隔离的接口，比使用单个接口要好。它还有另外一个意思是：降低类之间的耦合度。由此可见，其实设计模式就是从大型软件架构出发、便于升级和维护的软件设计思想，它强调降低依赖，降低耦合。

5、迪米特法则，又称最少知道原则（Demeter Principle）

最少知道原则是指：一个实体应当尽量少地与其他实体之间发生相互作用，使得系统功能模块相对独立。

6、合成复用原则（Composite Reuse Principle）

合成复用原则是指：尽量使用合成/聚合的方式，而不是使用继承。

我是分割线

看了上边的内容，相信大家对设计模式应该有了初步的认识了吧，今天呢，阿Q就给大家讲一下装饰模式的原理与使用方法。同样，我们先了解一下装饰模式的概念吧。装饰模式（Decorator Pattern）允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装。

何时使用：

1）需要扩展一个类的功能，或给一个类增加附加责任。

2）需要动态的给一个对象增加功能，这些功能可以再动态地撤销。

3）需要增加一些基本功能的排列组合而产生的非常大量的功能，从而使继承变得不现实。

角色组成：

抽象构件(Component)角色：给出一个抽象接口，以规范准备接收附加责任的对象。
具体构件(ConcreteComponent)角色：定义一个将要接收附加责任的类
装饰角色(Decorator)：持有一个构件(Component)对象的实例，并定义一个与抽象构件接口一致的接口
具体装饰角色(ConcreteDecorator)：负责给构件对象“贴上”附加的责任

接下来用一个小例子给大家讲一下装饰模式的使用。

案例：相信大家都喝过奶茶吧，奶茶的种类有很多种，比如有巧克力奶茶，QQ奶茶，茉香奶茶等；然而奶茶中又可以加珍珠，红豆，布丁等不通的甜品。奶茶店现在要卖各种口味的奶茶，如果不使用装饰模式，那么在销售系统中，各种不一样的奶茶都要产生一个类，如果有5种奶茶类，5种甜品，那么就会产生至少25个类（不包括混合口味），如果使用了装饰模式，那么几个类就可以搞定了。

第一步：创建奶茶接口类

public interface MilkTea {
//返回奶茶描述
public String getDescription();
//返回价格
public double getPrice();
}

第二步：创建两个具体的奶茶类：巧克力奶茶，QQ奶茶

public class ChocolateMT implements MilkTea {
private String description = "巧克力奶茶";
@Override
public String getDescription() {
return description;
}
@Override
public double getPrice() {
return 15;
}
}
public class QQMT implements MilkTea {
private String description = "QQ奶茶！";
@Override
public String getDescription() {
return description;
}
@Override
public double getPrice() {
return 10;
}
}

第三步：创建奶茶种类的装饰类

public class Decorator implements MilkTea {
private String description = "我只是装饰器，不知道是哪种奶茶";
@Override
public String getDescription() {
return description;
}
@Override
public double getPrice() {
return 0;//价格由种类来决定
}
}

第四步：具体装饰类：给奶茶加入椰果

public class Coconut extends Decorator{
private String description = "加了椰果！";
private MilkTea milkTea = null;
public Coconut(MilkTea milkTea){
this.milkTea = milkTea;
}
public String getDescription(){
return milkTea.getDescription()+"\n"+description;
}
public double getPrice(){
return milkTea.getPrice()+3;//3表示椰果的价格
}
}

第五步：具体装饰类：给奶茶加入布丁

public class Pudding extends Decorator{
private String description = "加了布丁！";
private MilkTea milkTea = null;
public Pudding(MilkTea milkTea){
this.milkTea = milkTea;
}
public String getDescription(){
return milkTea.getDescription()+"\n"+description;
}
public double getPrice(){
return milkTea.getPrice()+5;//5表示布丁的价格
}
}

第六步：具体装饰类：给奶茶加入珍珠

public class Pearl extends Decorator{
private String description = "加了珍珠！";
private MilkTea milkTea = null;
public Pearl(MilkTea milkTea){
this.milkTea = milkTea;
}
public String getDescription(){
return milkTea.getDescription()+"\n"+description;
}
public double getPrice(){
return milkTea.getPrice()+10;//10表示珍珠的价格
}
}

第七步：测试类

public class Test {
   public static void main(String[] args) {
       MilkTea milkTea = new ChocolateMT();//选择了巧克力奶茶
       milkTea = new Pudding(milkTea);//为巧克力奶茶添加布丁
       milkTea = new Coconut(milkTea); //为巧克力奶茶添加椰果
       System.out.println(milkTea.getDescription()+"\n加了布丁和椰果的巧克力奶茶价格："+milkTea.getPrice());
  }
}