Head First设计模式之装饰者模式（Decorator Pattern） - 星星之火116
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本节将深度讨论继承滥用问题，将会学到使用对象组合的方式，在运行时装饰类，在不修改任何底层代码的情况下，给对象赋予新的职责。
1. 基本需求：咖啡连锁店业务扩张需要重新设计订单系统
背景：由于StarBuzz咖啡连锁店业务扩张，准备更新订单系统，以合乎他们的饮料供应要求。
他们原来的类设计如下：
用户在购买咖啡的时候，可以能会要求在咖啡中加入各种调料，StarBuzz会根据用户加入的不同调收取不同费用，新的订单系统必须考虑到这些调料部分。
1.1 第一次设计
以上的每一个类的Cost（）方法将会算出咖啡加上订单的各种调料的价钱。虽然可以满足需求，但是这样会需要很多很多的类，而且也违反了OO的设计原则。
1.2 第二次设计
不需要创建那么多的类，只需要通过利用实例变量和继承，就可以追踪调料。
设计如下：
这样做，确实可以暂时满足需求，但是还会存在一些潜在的隐患，如下：
l 调料价格变动会改变原有代码
l 新增调料，除了加上新增方法外，还需要改变超类中的Cost()方法
l 依赖继承，子类将继承一些对自身并不合适的方法
l 部分需求无法满足：如双倍摩卡咖啡
l 违反了开放—关闭原则
2. 引入装饰者模式
2.1 开发----关闭原则
在上一节的第二次设计中我们可以看出这种设计方法明显的违背了“开发—关闭”原则，那什么是开闭原则呢？定义如下：
开发—关闭原则：类应该是对扩展开放，对修改关闭。
我们的目标是允许类容易扩展，在不修改现有代码的情况下，就可搭配新的行为，这样的设计具有弹性可以应对改变，可以接受新的功能来应对改变的需求。遵循开开放—关闭原则，通常会引入新的抽象层次，增加代码的复杂度，需要选择在设计中最可能改变的地方，然后应用开发-关闭原则。
2.2 认识装饰者模式，并以装饰者构造饮料订单
在1中我们已经了解到通过继承无法完全解决问题，这里我们以饮料为主体，然后在运行时以调料来“装饰”饮料。例如：如果客户想要摩卡和奶泡深焙咖啡，如下：
l 拿一个深焙（DarkRoast）对象
l 以摩卡（Mocha）对象装饰它
l 以奶泡（Whip）对象装饰它
l 调用Cost()方法，并依赖委托（delegate）将调料的价钱加上去
说明：以DarkRoast对象开始，顾客想要摩卡（Mocha），所以建立一个Mocha对象，用它将DarkRoast对象包起来，顾客想要奶炮（Whip），所以需要建立一个Whip装饰者，并用它将Mocha对象包起来。最后算钱，通过调用最外层的装饰者Whip的Cost（）方法就可以办到。其调用过程如下：
Whip.Cost()àMocha.Cost()àDarkRoast.Cost()（返回DarkRoast的价钱）àMocha.Cost()(Mocha在DarkRoast的结果上加上自己的价钱)àWhip.Cost()(Whip在Mocha的返回结果上加上自己的价钱)
基于以上的这种分析，我们可以得出以下的结论：
装饰者和被装饰对象有相同的超类型。
可以用一个或者多个装饰者包装一个对象。
因为装饰者和被装饰者有相同的超类型，所以在任何需要原始对象的场合，可以用装饰过的对象代替它。
装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前或者之后，加上自己的行为，达到特定目的。
对象可以在任何时候被装饰，所以可以在运行时动态的用你喜欢的装饰者来装饰对象。
2.3 定义装饰者模式
装饰者模式：
动态的将责任附加到对象上，若要扩展功能，装饰者提供了更有弹性的替代方案。
设计类图如下：
依据这种装饰者模式的类图，我们设计出StarBuzz的类图，也让它符合这种结构设计，类图如下：
装饰者和被装饰者都继承自Beverage类，也就是拥有共同的超类，这里，我们是利用继承达到“类型匹配”，而不是利用继承获得“行为”。
装饰者和组件组合时，就是在加入新的行为，所得的新行为并不是继承自超类，而是由组合对象得来的。
如果依赖继承，那么类的行为只能在编译时静态决定，行为不是来自超类就是子类覆盖后的版本，每当需要新行为时，还得修改现有代码。如果利用组合，就可以动态的实现新的装饰者增加新的行为。
3 用装饰者模式实现咖啡店需求
根据在2.3中设计的咖啡店的类图，下面就进行具体的编码实现：
3.1 Beverage类（抽象组件）
/// Description: Beverage抽象类/// </summary>public abstract class Beverage{public string description = "Unknown Beverage";public abstract string GetDescription();public abstract double Cost();} |
3.2Condiment(调料)基类（继承自Beverage基类，抽象装饰者）
/// Description:调料基类、派生类/// </summary>public abstract class CondimentDecorator:Beverage{//public abstract string GetDescription();} |
3.3饮料类（继承Beverage基类，具体组件）
public class Espresso:Beverage{public Espresso(){description = "Espresso";//设置饮料的表述，description继承自Beverage类的实例变量}public override double Cost(){return 1.99;}public override string GetDescription(){return description;}}public class HouseBlend : Beverage{public HouseBlend(){description = "HouseBlend";}public override double Cost(){return 0.89;}public override string GetDescription(){return description;}} public class DarkRoase : Beverage{public DarkRoase(){description = "DarkRoase";}public override double Cost(){return 1.11;}public override string GetDescription(){return description;}}public class Decat : Beverage{public Decat(){description = "Decat";}public override double Cost(){return 1.22;}public override string GetDescription(){return description;}} |
3.4调料类（装饰者）
public class Mocha : CondimentDecorator{Beverage beverage;public Mocha(Beverage beverage){this.beverage = beverage;}public override string GetDescription(){return beverage.GetDescription() + ",Mocha";}public override double Cost(){return 0.2 + beverage.Cost();}}public class Soy : CondimentDecorator{Beverage beverage;public Soy(Beverage beverage){this.beverage = beverage;}public override string GetDescription(){return beverage.GetDescription() + ",Soy";}public override double Cost(){return 0.3 + beverage.Cost();}}public class Whip : CondimentDecorator{Beverage beverage;public Whip(Beverage beverage){this.beverage = beverage;}public override string GetDescription(){return beverage.GetDescription() + ",Whip";}public override double Cost(){return 0.3 + beverage.Cost();}} |
3.5 测试
Beverage.Beverage beverage = new Beverage.Espresso();Console.WriteLine(beverage.GetDescription() + " $ " + beverage.Cost());Beverage.Beverage beverage1 = new Beverage.DarkRoase();beverage1 = new Beverage.Mocha(beverage1);beverage1 = new Beverage.Mocha(beverage1);beverage1 = new Beverage.Whip(beverage1);Console.WriteLine(beverage1.GetDescription() + " $ " + beverage1.Cost());Beverage.Beverage beverage2 = new Beverage.HouseBlend();beverage2 = new Beverage.Soy(beverage2);beverage2 = new Beverage.Mocha(beverage2);beverage2 = new Beverage.Whip(beverage2);Console.WriteLine(beverage2.GetDescription() + " $ " + beverage2.Cost()); |
结果如下图：
通过本章的学习，我们可以学到以下知识：
l OO原则：
封装变化
多用组合，少用继承
针对接口编程，不针对实现编程
为交互对象之间的松耦合设计而努力
对扩展开放，对修改关闭（本章节新学习的OO原则）
l OO模式
装饰者模式—动态地将责任附加到对象上，想要扩展功能，装饰者提供有别于继承的另一种选择。
l 要点归纳
继承和装饰者都可以让我们扩展行为，但继承不是弹性设计的最佳方案。
装饰者模式意味着一群装饰者类，装饰者类反应了被装饰组件的类型，可以用多个装饰者包装对象。
装饰者可以在被装饰者的行为之前或者之后加上自己的行为，甚至将被装饰者的行为取代，以到达特定目的。
装饰者模式会导致设计中出现许多小对象，过度使用会使程序变得复杂。
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