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裝飾者模式

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摘要：裝飾者模式裝飾者模式動(dòng)態(tài)地將責(zé)任附加到對(duì)象上。思維模式首先需要明確一點(diǎn)裝飾者模式利用了組合的思想，避免了繼承的濫用。裝飾者模式的實(shí)現(xiàn)我們可以先為每一個(gè)零部件確定成本，然后根據(jù)需要，動(dòng)態(tài)地組裝組合一個(gè)機(jī)器人。

裝飾者模式 
裝飾者模式動(dòng)態(tài)地將責(zé)任附加到對(duì)象上。若要擴(kuò)展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案。
思維模式

首先需要明確一點(diǎn)：裝飾者模式利用了“組合”的思想，避免了“繼承”的濫用。
通過動(dòng)態(tài)地組合對(duì)象，可以寫新的代碼添加新功能，而無需修改現(xiàn)有代碼。

這就好比拼裝一個(gè)機(jī)器人。
我們有各種各樣的零部件：

軀干

類人的胳膊

帶有鉗子的胳膊

類人的腿

帶輪子的腿

帶履帶的腿

……

簡(jiǎn)單粗暴的實(shí)現(xiàn)

想要設(shè)計(jì)各式各樣的機(jī)器人，當(dāng)然我們可以選擇，設(shè)計(jì)一個(gè)Robot超類，然后讓子類繼承這個(gè)超類。
這樣，我們可以得到：

軀干+人的胳膊+履帶腿

軀干+鉗子胳膊+輪子腿

軀干+4個(gè)人的胳膊+履帶腿

……

根據(jù)排列組合的原理，如果我們需要，Robot的子類可以有無限多個(gè)。
假如我們從Robot父類處繼承了一個(gè)cost()方法，這個(gè)方法根據(jù)該子類的component（組件）個(gè)數(shù)和數(shù)量來計(jì)算成本(cost)，那么我們的cost()方法可以說要重寫無數(shù)次——因?yàn)槊恳粋€(gè)子類的情況都是不一樣的。

“裝飾者模式”的實(shí)現(xiàn)

我們可以先為每一個(gè)零部件(component)確定成本，然后根據(jù)需要，動(dòng)態(tài)地組裝（組合）一個(gè)機(jī)器人。然后將所有的成本加起來。如此一來，不僅可以得到一個(gè)符合我們需求的機(jī)器人對(duì)象，更能很方便地計(jì)算cost。

軀干 $100

類人的胳膊 $40

帶有鉗子的胳膊 $50

類人的腿 $70

帶輪子的腿 $70

帶履帶的腿 $50

……

組合一個(gè)有軀干+類人的胳膊+帶履帶的腿的機(jī)器人的cost也就是：
100 + 40 + 50 = $190；

實(shí)現(xiàn)組合

所謂組合，也就是我中有你。

如圖所示：


通過保有各個(gè)對(duì)象的引用，即可實(shí)現(xiàn)“組合”。

對(duì)于這樣一個(gè)組合來的Robot對(duì)象，我們不妨稱其為：“robotTom”。
想要求得總成本，可以直接調(diào)用robotTom.cost();

這是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？
如圖所示：

用公式來表示就是：

[robotTom].cost() 
= [arm + body].cost() + leg.cost() 
= [body].cost() + arm.cost() + leg.cost() 
=  body.cost() + arm.cost() + leg.cost();

這里用“l(fā)eg對(duì)象包住arm對(duì)象”來形容leg對(duì)象中有arm對(duì)象的引用，不過對(duì)于一個(gè)機(jī)器人而言，“l(fā)eg能包住arm”好像有點(diǎn)魔幻現(xiàn)實(shí)的味道。

再舉一例

我們不妨再舉一個(gè)更容易理解的例子：

我們知道，各類繪圖軟件中都有圖層(layer)的概念。
每一個(gè)圖層都相當(dāng)于一層透明紙，我們可以在上面任意地畫東西，而不會(huì)影響其他圖層。
把畫著東西的圖層一層一層地疊放（相當(dāng)于“包裝”）起來，我們就可以得到各式各樣的畫作。
此時(shí)，位于上一層的圖層就相當(dāng)于裝飾者，而所謂的背景圖層就相當(dāng)于被裝飾者。

類圖


其中，

Layer、LayerDecorator為抽象類

LayerDecorator本質(zhì)上也是Layer

description是各個(gè)layer對(duì)象的自我描述

position()表示layer對(duì)象在某個(gè)地方畫一個(gè)圖形

RedBackgroundLayer、BlueBackgroundLayer相當(dāng)于被裝飾者

對(duì)應(yīng)的代碼：
Layer.java:

public abstract class Layer {

    String description = "我是抽象layer父類";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract String position();
}

RedBackgroundLayer.java

public class RedBackgroundLayer extends Layer {


    public RedBackgroundLayer (){
        //從抽象父類layer繼承來的description
        description = "我是RedBackgroundLayer->" ;
    }

    @Override
    public String position() {
        return "我在底層畫一個(gè)紅色的layer->";
    }

}

BlueBackgroundLayer.java

public class BlueBackgroundLayer extends Layer {

    public BlueBackgroundLayer() {
        description = "我是一個(gè)BlueBackgroundLayer";
    }


    @Override
    public String position() {
        return null;
    }
}

各個(gè)裝飾者：
RectangleLayerDecorator.java

public class RectangleLayerDecorator extends LayerDecorator {

    Layer layer; 

    //constructor
    public RectangleLayerDecorator(Layer layer) {//這一步很重要
        this.layer = layer;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return layer.getDescription() + "RectangleLayerDecorator->";
    }

    @Override
    public String position() {
        return layer.position() + "左上角畫□->";
    }
}

TriangleLayerDecorator.java

public class TriangleLayerDecorator extends LayerDecorator{

    Layer layer;

    //constructor
    public TriangleLayerDecorator(Layer layer) {
        this.layer = layer;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return layer.getDescription() + "TriangleLayerDecorator->";
    }

    @Override
    public String position() {
        return layer.position() + "右上角畫△->";
    }
}

RoundLayerDecorator.java

public class RoundLayerDecorator extends LayerDecorator {

    Layer layer;
    //constructor
    public RoundLayerDecorator(Layer layer) {
        this.layer = layer;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return layer.getDescription() + "RoundLayerDecorator->";
    }

    @Override
    public String position() {
        return layer.position() + "右下角畫○->";
    }
}
運(yùn)行Demo

RunDemoTest.java

public class RunDemoTest {

    public static void main (String[] args ){
//Step 1
        Layer backgroundLayer = new RedBackgroundLayer();
        System.out.println(backgroundLayer.getDescription() + backgroundLayer.position());
//Step 2
        //為RedBackgroundLayer裝飾一個(gè)TriangleLayerDecorator
        Layer multipleLayer = new TriangleLayerDecorator(backgroundLayer);
//Step 3
        //再裝飾一個(gè)RectangleLayerDecorator
        multipleLayer = new RectangleLayerDecorator(multipleLayer);
//Step 4
        //再裝飾一個(gè)RoundLayerDecorator
        multipleLayer = new RoundLayerDecorator(multipleLayer);

        System.out.println(multipleLayer.getDescription() + multipleLayer.position());

    }
}

運(yùn)行結(jié)果：

我是RedBackgroundLayer->我在底層畫一個(gè)紅色的layer->
我是RedBackgroundLayer->TriangleLayerDecorator->RectangleLayerDecorator->RoundLayerDecorator->我在底層畫一個(gè)紅色的layer->右上角畫△->左上角畫□->右下角畫○->

運(yùn)行過程示意圖：


最終得到：

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