《Head First設計模式》讀書筆記
相關代碼：Vks-Feng/HeadFirstDesignPatternNotes: Head First設計模式讀書筆記及相關代碼

給愛用繼承的人一個全新的設計眼界

本節用例

Starbuzz咖啡因迅速擴展，準備更新訂單系統，以合乎其飲料供應需求

原有類設計如下：

在購買咖啡時，可以在其中加入各種調料，系統需要考慮調料部分計算費用

第一版嘗試——枚舉所有情況

第一版嘗試(枚舉所有情況)：簡直是“類爆炸”

這是一個“維護惡夢”

• 當有飲料或者調料價格變動，或有新調料出現……

第二版嘗試——實例變量&繼承

從基類Beverage下手，添加實例變量代表是否加上調料

再加入子類，每個類表示菜單的一種飲料

哪些需求或因素改變時會影響這個設計？

• 調料價錢的改變會使我們更改現有代碼
• 一旦出現新的調料，我們就需要加上新的方法，並改變超類中的cost()方法
• 當出現新飲料時，明顯不相配的調料也會被繼承
• 當顧客想要雙倍摩卡咖啡時，如何處理……

回顧：組合和委託

儘管繼承威力強大，但是它並不總是能實現最有彈性和最好維護的設計。而通過利用組合(composition)和委託(delegation)可以在運行時具有繼承行為的效果

• 利用繼承設計子類的行為：
  • 在編譯時靜態決定
  • 所有子類都會繼承到相同的行為
• 利用組合擴展對象的行為：
  • 動態地進行擴展
  • 可將在設計超類時還沒有想到的職責加到對象上，且不用修改原有代碼

利用組合維護代碼：通過動態地組合對象，可以寫新的代碼添加新功能，而無需修改現有代碼，引進bug或者產生意外副作用的機會將大幅度減少

開放-關閉原則

代碼應該如同晚霞中的蓮花一樣地關閉(免於改變)，如同晨曦中的蓮花一樣地開放(能夠擴展)

HeadFirst設計原則4 ：類應該對擴展開放，對修改關閉

開放：通過用任何想要的行為擴展類，應對需求的改變
關閉：已經花了很多時間確保代碼的正確，修改現有代碼可能會導致許多問題

目標：允許類容易擴展，在不修改現有代碼的情況下，就可搭配新的行為。這樣的設計具有彈性，可以應對改變，接受新的功能來應對改變的需求

Q：“對擴展開放，對修改關閉”聽上去很矛盾，設計如何兼顧兩者？
A：有一些聰明的OO技巧，允許系統在不修改代碼的情況下，進行功能擴展。例如觀察者模式中，通過加入新的觀察者，我們可以在任何時候擴展主題，且不需要向主題中添加代碼。

Q：如何將某件東西設計成可以擴展，又禁止修改？
A：學習裝飾者模式

Q：如何讓設計的每個部分都遵循“開放-關閉”原則
A：通常很難辦到，這需要花費很多時間和努力。遵循開放-關閉原則，通常會引入新的抽象層次，增加代碼的複雜度。我們需要把注意力集中在設計中最有可能改變的地方，然後在那裏應用開放-關閉原則

認識裝飾者模式

為了解決Starbuzz的問題，我們採用與上述不一樣的做法：以飲料為主體，然後在運行時以調料來“裝飾”(decorate)飲料

例如：顧客想要摩卡和奶泡深焙咖啡

1. 拿一個深焙咖啡(DarkRoast)對象
2. 以摩卡(Mocha)對象裝飾它
3. 以奶泡(Whip)對象裝飾它
4. 調用cost()方法，並依賴委託(delegate)將調料的價錢加上去

以裝飾者構造飲料訂單

1. 以DarkRoast對象開始
   

   • DarkRoast繼承自Beverage，且有一個用來計算飲料價錢的cost()方法

2. 顧客想要摩卡(Mocha)，所以建立一個Mocha對象，並用它將DarkRoast對象包(wrap)起來
   

   • Mocha對象是一個裝飾者，它的類型“反映”了它所裝飾的對象（本例中就是Beverage）所謂“反映”指兩者類型一致
   • 所以Mocha也有一個cost()方法。通過多態，也可以將Mocha所包裹的任何Beverage當成是Beverage（因為Mocha是Beverage的子類型）

3. 顧客想要奶泡(Whip)，所以需要建立一個Whip裝飾者，並用它將Mocha對象包起來。
   

   • Whip是一個裝飾者，所以它也反映了DarkRoast類型，幷包括一個cost方法
   • 所以被Mocha和Whip包起來的DarkRoast對象仍然是一個Beverage，任然可以具有DarkRoast的一切行為，包括調用它的cost()方法

4. 算錢：通過調用最外圈裝飾者(Whip)的cost()就可以辦得到。Whip的cost()會先委託它裝飾的對象(也就是Mocha)計算出價錢，然後再加上奶泡的價錢
   

小結

• 裝飾者和被裝飾對象有相同的超類型
• 你可以用一個或多個裝飾者包裝一個對象
• 既然裝飾者和被裝飾對象有相同的超類型，所以在任何需要原始對象（被包裝的）的場合，可以用裝飾過的對象代替它
• ==裝飾者可以在所委託被裝飾者的行為之前與/或之後，加上自己的行為，以達到特定的目的
• 對象可以在任何時候被裝飾，所以可以在運行時動態地、不限量地使用你喜歡的裝飾者來裝飾對象

定義裝飾者模式

HeadFirst設計模式3-裝飾者模式

裝飾者模式動態地將責任附加到對象上，若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案

把裝飾者模式用於Starbuzz系統，得到類圖如下：

注意：

• “繼承的目的”：此處CondimentDecorator擴展自Beverage類時用到了繼承，但是這裏“繼承的重點”是達到“類型匹配”的目的（因為裝飾者和被裝飾者必須是一樣的類型），而非利用繼承獲得“行為”
• 新行為的來源：將裝飾者與組件組合時，就是在加入新的行為。即行為通過組合對象得來

一言以蔽之：繼承超類是為了有正確的類型，而不是繼承他的行為。行為來自裝飾者和基礎組件，或與其他裝飾者之間的組合關係。

好處：

• 使用對象組合，可以把飲料和調料更有彈性地加以混合與匹配，十分方便
• 組合而非繼承，實現“運行時”而非“編譯時”
• 無需修改現有代碼

系統實現

代碼見開篇處倉庫地址

Q：如果針對特定種類的具體組件，做特殊的時，這樣的設計是否恰當。(例如，針對HouseBlend打折)
A：如果代碼寫成針對具體的組件類型，那麼裝飾者就會導致程序出問題，只有在針對抽象組件類型編程時，才不會因為裝飾者而受到影響。如果的確需要針對特定的具體組件編程，就應該重新思考應用架構，以及裝飾者模式是否合適。

Q：對於使用到飲料的某些客户來説，會不會容易不使用到最外面的裝飾着呢？(即層層包裝時產生了很多對象，有可能最終用錯了，用的不是最外圈的)
A：使用裝飾者模式的確必須管理更多對象，所以犯下這種編碼錯誤的機會會增加。但是裝飾者通常是用其他類似於工廠或生成器這樣的模式創建的，它們會“封裝的很好”，所以不會有這種問題。

Q：裝飾者知道這一連串裝飾鏈條中其他裝飾者的存在嗎？
A：裝飾者該做的事就是增加行為到被包裝對象上，當需要窺視裝飾者鏈中的每一個裝飾者事，這就超出他們的天賦了。但是可以通過其他方式實現需要藉此完成的功能。

Java I/O中的裝飾者

Java I/O引出了裝飾者模式的一個“缺點”：利用裝飾者模式，常造成設計中有大量的小類，數量眾多，可能會造成使用此API程序員的困擾

裝飾者模式優缺點

總結

OO基礎

• 抽象
• 封裝
• 多態
• 繼承

OO原則

• 封裝變化
• 多用組合，少用繼承
• 針對接口編程，不針對實現編程
• 為交互對象之間的鬆耦合設計而努力
• 對擴展開放，對修改關閉

OO模式

• 裝飾者模式——動態地將責任附加到對象上，若要擴展功能，裝飾者提供了比繼承更有彈性的替代方案

要點

• 繼承屬於擴展形式之一，但不見得是達到彈性設計的最佳方式
• 我們的設計中，應該允許行為可以被擴展，而無需修改現有的代碼
• 組合和委託可用於在運行時動態地加上新的行為
• 除了繼承，裝飾者模式也可以讓我們擴展行為
• 裝飾者模式意味着一羣裝飾者類，這些類用來包裝具體組件
• 裝飾者類反映出被裝飾的組件類型（事實上，他們具有相同的類型，都經過接口或繼承實現）
• 裝飾者可以在被裝飾者的行為前面與/或後面加上自己的行為，甚至被裝飾者的行為整個取代掉，而達到特定的目的
• 你可以用無數個裝飾者包裝一個組件
• 裝飾者一般對組建的客户是透明的，除非客户程序依賴於組件的具體類型
• 裝飾者會導致設計中出現許多小對象，如果過度使用，會讓程序變得很複雜