掌握装饰器模式（具体例子）

学习目标：

• 掌握装饰器模式

学习内容：

装饰器模式（Decorator Pattern）是一种结构型设计模式，它允许在不改变对象接口的前提下，动态地给对象添加职责（功能）。装饰器模式通过创建一个装饰类（Decorator）来包裹真实对象，从而可以在调用真实对象的方法之前或之后进行额外的操作。

案例：咖啡订单系统

假设我们要设计一个咖啡订单系统，不同的咖啡可以添加不同的配料（如牛奶、糖、巧克力等）。我们可以使用装饰器模式来实现这一需求。

基本组件接口和具体实现

// 基本的咖啡接口
interface Coffee {
    String getDescription();
    double getCost();
}

// 具体的咖啡实现：简单咖啡
class SimpleCoffee implements Coffee {
    @Override
    public String getDescription() {
        return "Simple Coffee";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return 5.0;
    }
}

装饰器基类

接下来，定义装饰器基类，实现 Coffee 接口，并持有一个 Coffee 对象：

// 装饰器基类
abstract class CoffeeDecorator implements Coffee {
    protected Coffee decoratedCoffee;

    public CoffeeDecorator(Coffee coffee) {
        this.decoratedCoffee = coffee;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription();
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost();
    }
}

具体装饰器实现

实现几个具体的装饰器类，例如添加牛奶和糖的装饰器：

// 添加牛奶的装饰器
class MilkDecorator extends CoffeeDecorator {
    public MilkDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Milk";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 1.5;
    }
}

// 添加糖的装饰器
class SugarDecorator extends CoffeeDecorator {
    public SugarDecorator(Coffee coffee) {
        super(coffee);
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return decoratedCoffee.getDescription() + ", Sugar";
    }

    @Override
    public double getCost() {
        return decoratedCoffee.getCost() + 0.5;
    }
}

客户端代码

客户端代码可以根据需要动态地为咖啡添加配料：

public class CoffeeShop {
    public static void main(String[] args) {
        Coffee coffee = new SimpleCoffee();
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());

        coffee = new MilkDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());

        coffee = new SugarDecorator(coffee);
        System.out.println(coffee.getDescription() + " $" + coffee.getCost());
    }
}

运行结果

Simple Coffee $5.0
Simple Coffee, Milk $6.5
Simple Coffee, Milk, Sugar $7.0

解释

• 基本的咖啡接口和实现：Coffee 接口定义了基本方法，SimpleCoffee 实现了这个接口，提供基本的咖啡描述和价格。
• 装饰器基类：CoffeeDecorator 实现了 Coffee 接口，并持有一个 Coffee 对象，通过构造函数注入。它的方法实现简单地委托给被装饰对象。
• 具体装饰器类：MilkDecorator 和 SugarDecorator 扩展了 CoffeeDecorator，在基本的 Coffee 方法上添加了新的功能（附加描述和价格）。
• 客户端代码：客户端代码动态地组合装饰器，为咖啡添加不同的配料。每次添加配料时，都会创建一个新的装饰器对象，包裹之前的 Coffee 对象。

通过这种方式，装饰器模式允许我们在运行时动态地扩展对象的功能，而不需要修改现有代码，遵循了开放/封闭原则。