摘要：這是設(shè)計模式系列的第二篇，系列文章目錄如下用一句話總結(jié)那些殊途同歸的設(shè)計模式工廠策略模版方法美顏相機中的設(shè)計模式裝飾者模式幾乎所有的設(shè)計模式都是通過增加一層抽象來解決問題。

這是設(shè)計模式系列的第二篇，系列文章目錄如下：


用一句話總結(jié)那些殊途同歸的設(shè)計模式：工廠=？策略=？模版方法


美顏相機中的設(shè)計模式——裝飾者模式

幾乎所有的設(shè)計模式都是通過增加一層抽象來解決問題。

上一篇中提到的三個設(shè)計模式通過相同的手段來達到相同的目的：它們通過接口和抽象方法來新增抽象層以應(yīng)對變化。

這一系列的后續(xù)幾篇中會提到的四個設(shè)計模式通過相同的手段來達到不同的目的：它們通過新增一個類并持有原有類的方式實現(xiàn)對其擴展或限制。

這一篇先來看看裝飾者模式。

裝飾者模式就好像美顏相機，通過添加不同的裝飾品，它可以讓你變成另一個你。（雖然可能面目全非，但本質(zhì)上還是你）

假設(shè)有四種飾品：耳環(huán)、鉆石、黃金、羽毛。不同裝飾品有不同價格，通常我們會這樣做抽象：

//抽象飾品
public abstract class Accessory {
    public abstract String name();//飾品名稱
    public abstract int cost();//飾品價格
}

//耳環(huán)
public class Ring extends Accessory {
    @Override
    public String name() { return "Ring"; }
    @Override
    public int cost() { return 20; }
}

//鉆石
public class Diamond extends Accessory {
    @Override
    public String name() { return "Diamond"; }
    @Override
    public int cost() { return 1000; }
}

//黃金
public class Gold extends Accessory {
    @Override
    public String name() { return "Gold"; }
    @Override
    public int cost() { return 300; }
}

//羽毛
public class Feather extends Accessory {
    @Override
    public String name() { return "Feather"; }
    @Override
    public int cost() { return 90; }
}

現(xiàn)推出兩款新飾品：黃金耳環(huán)，羽毛黃金耳環(huán)。同樣的思路，使用繼承可以解決問題：

public class GoldRing extends Accessory {
    @Override
    public String name() { return "GoldRing"; }
    @Override
    public int cost() { return 320; }
}

public class FeatherGoldRing extends Accessory {
    @Override
    public String name() {  "FeatherGoldRing"; }
    @Override
    public int cost() { return 1110; }
}

如果繼續(xù)推出更多的新品，比如羽毛耳環(huán)，鉆石耳環(huán)，羽毛鉆石耳環(huán)。。。每個新產(chǎn)品都用一個新的類表示，這樣就會遇到子類膨脹的問題。

除此之外，繼承還有一個更致命的缺點：對單個類型的飾品沒有統(tǒng)一的控制力。如果黃金漲價了，我們需要分別修改GoldRing和FeatherGoldRing的價格，如果和黃金相關(guān)的飾品有好幾十個，那簡直是一場噩夢。

在計算GoldRing價格的時候，我們并沒有復(fù)用現(xiàn)有代碼，即沒有復(fù)用Gold和Ring已經(jīng)定義的cost()行為，而只是通過繼承復(fù)用了類型（GoldRing是一個Accessory）。只復(fù)用類型而沒有復(fù)用行為的后果是：當(dāng)Gold漲價時，GoldRing無感知。

有沒有一種比繼承更好的方案在現(xiàn)有飾品基礎(chǔ)上擴展新的飾品？

采用組合的方式就可以實現(xiàn)既復(fù)用類型又復(fù)用行為：

public class Gold extends Accessory {
    private Accessory accessory;
    public Gold(Accessory accessory) { this.accessory = accessory; }
    
    @Override
    public String name() {
        return "Gold " + accessory.name();
    }
    @Override
    public int cost() {
        return 300 + accessory.cost();
    }
}

public class Feather extends Accessory {
    private Accessory accessory;
    public Feather(Accessory accessory) { this.accessory = accessory; }

    @Override
    public String name() {
        return "Feather " + accessory.name();
    }
    @Override
    public int cost() {
        return 90 + accessory.cost();
    }
}

上述四種飾品其實分為兩類，耳環(huán)屬于基本飾品，而羽毛、黃金、鉆石屬于附加飾品，附加飾品可以裝飾基本飾品。

附加飾品和基礎(chǔ)飾品擁有相同的超類型Accessory，但附加飾品還通過組合的方式持有一個超類型實例，這樣就可以通過注入超類型的方式將其和任意基礎(chǔ)飾品組合到一起形成新的飾品。

用組合的方式實現(xiàn)羽毛黃金耳環(huán)：

Accessory ring = new Gold(new Feather(new Ring()));

為了說明裝飾與被裝飾的關(guān)系，使用了帶有俄羅斯套娃既視感的代碼（雖然這樣的代碼可讀性較差）。

Ring作為基礎(chǔ)飾品被Feather裝飾成羽毛耳環(huán)，羽毛耳環(huán)接著被Gold裝飾成換羽毛黃金耳環(huán)。

過程中并沒有為羽毛黃金耳環(huán)新增一個叫FeatherGoldRing的子類，而是復(fù)用了現(xiàn)有的Feather和Gold的行為。這樣就解決了子類泛濫和控制力的問題。如果黃金漲價，只需要修改Gold.cost()，所有被Gold裝飾的飾品價格都會隨之而漲。

這個方案還有一個更有用的好處：在運行時動態(tài)新增類型。通過繼承新增的類型都是在編譯時定死的，而通過組合的方式只要新增一行俄羅斯套娃式的代碼，程序運行起來后就新增了一個類型，比如要新增“雙倍黃金羽毛耳環(huán)”這個類型，只需要如下的代碼：

Accessory ring = new Gold(new Gold(new Feather(new Ring())));

新的需求來了：基礎(chǔ)飾品鑲嵌附加飾品收取 10% 的一次性加工費。我們可以為所有附加飾品增加一層抽象：

public abstract class Decorator extends Accessory{
    private Accessory accessory;
    public Decorator(Accessory accessory) { this.accessory = accessory; }

    @Override
    public int cost() {
        return  1.1 * accessory.cost();
    }
}

Decorator通過組合持有超類型Accessory且規(guī)定了在構(gòu)造時必須注入超類型，它還定義了鑲嵌加工費的收費標準。

現(xiàn)在就可以像這樣重新定義附加飾品：

public class Gold extends Decorator {
    public Gold(Accessory accessory){ super(accessory); }

    @Override
    public String name() {
        return "Gold " + accessory.name();
    }
    @Override
    public int cost() {
        return 300 + super.cost();
    }
}

其實對于裝飾者模式來說，為裝飾者定義一個抽象的父類不是必須的，只要滿足繼承超類型，以及持有超類型引用這兩點就是裝飾者模式。除非需要統(tǒng)一操作所有裝飾者，比如在美顏相機這個場景中，需要通過遍歷找出所有附加飾品。

裝飾者模式是一種復(fù)用原有類并對其進行擴展的方式，它是繼承的替代方法。

裝飾者模式通過繼承原有類型實現(xiàn)復(fù)用類型。這一點很重要，因為所有使用原有類型的地方不需要修改代碼就可以替換成裝飾者。

裝飾者模式通過組合持有原有類實例實現(xiàn)復(fù)用行為。

裝飾者模式通過在調(diào)用原有類方法的前后插入新的邏輯實現(xiàn)功能擴展。

裝飾者模式符合開閉原則，即在新增功能的時候沒有修改原有代碼。

裝飾者模式特別適用于子類型之間可以有隨機組合的場景，比如美顏相機的各種道具組合之后形成新的道具。

運用組合的設(shè)計模式不止裝飾者一個，該系列的后續(xù)文章會繼續(xù)分析“組合”在設(shè)計模式中的運用。