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目录

一、系统背景

二、UML 类图

抽象组件类（Component）：

具体组件类（Concrete Component）：

抽象装饰者类（Decorator）：

具体装饰者类（Concrete Decorator）：

四、代码实现示例

四、动态扩展的优势

五、实际应用场景

六、总结

       在软件设计中，设计模式是解决复杂问题的通用方案。今天，我们通过星巴克咖啡下单系统的 UML 类图，来探讨如何使用装饰者模式（Decorator Pattern）来构建一个灵活且可扩展的系统。

一、系统背景

星巴克的咖啡系统需要支持多种饮料和配料的组合，比如：

• 饮料：House Blend（混合咖啡）、Dark Roast（深烘焙咖啡）、Espresso（浓缩咖啡）、Decaf（脱因咖啡）。

• 配料：Milk（牛奶）、Mocha（摩卡）、Soy（豆奶）、Whip（奶油）。

每种饮料和配料都有不同的价格和描述，系统需要动态地计算总价和生成订单描述。

二、UML 类图

采用装饰者模式来实现动态扩展功能：

1. 抽象组件类（Component）：

   • Beverage 是抽象类，定义了所有饮料的共同接口，包括 getDescription() 和 cost() 方法。

   • 它是所有具体饮料和装饰者的基类。

2. 具体组件类（Concrete Component）：

   • HouseBlend、DarkRoast、Espresso 和 Decaf 是具体的饮料类，继承自 Beverage。

   • 每个类实现了 cost() 方法，返回饮料的基础价格。

3. 抽象装饰者类（Decorator）：

   • CondimentDecorator 是装饰者类，继承自 Beverage。

   • 它持有一个 Beverage 对象，通过组合的方式实现动态扩展。

4. 具体装饰者类（Concrete Decorator）：

   • Milk、Mocha、Soy 和 Whip 是具体的配料类，继承自 CondimentDecorator。

   • 每个类实现了 cost() 方法，返回配料的价格，并调用被装饰对象的 cost() 方法。

四、代码实现示例

以下是装饰者模式的核心代码实现：

// 抽象组件类：Beverage
abstract class Beverage {String description = "未知饮料";public String getDescription() {return description;}public abstract double cost();
}// 具体组件类：HouseBlend
class HouseBlend extends Beverage {public HouseBlend() {description = "家常咖啡";}@Overridepublic double cost() {return 0.89;}
}// 具体组件类：DarkRoast
class DarkRoast extends Beverage {public DarkRoast() {description = "深烘焙咖啡";}@Overridepublic double cost() {return 0.99;}
}// 具体组件类：Espresso
class Espresso extends Beverage {public Espresso() {description = "浓缩咖啡";}@Overridepublic double cost() {return 1.99;}
}// 具体组件类：Decaf
class Decaf extends Beverage {public Decaf() {description = "无咖啡因咖啡";}@Overridepublic double cost() {return 1.05;}
}// 抽象装饰类：CondimentDecorator
abstract class CondimentDecorator extends Beverage {public abstract String getDescription();
}// 具体装饰类：Milk
class Milk extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Milk(Beverage beverage) {this.beverage = beverage;}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + "，牛奶";}@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.10;}
}// 具体装饰类：Mocha
class Mocha extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Mocha(Beverage beverage) {this.beverage = beverage;}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + "，摩卡";}@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.20;}
}// 具体装饰类：Soy
class Soy extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Soy(Beverage beverage) {this.beverage = beverage;}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + "，豆奶";}@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.15;}
}// 具体装饰类：Whip
class Whip extends CondimentDecorator {Beverage beverage;public Whip(Beverage beverage) {this.beverage = beverage;}@Overridepublic String getDescription() {return beverage.getDescription() + "，奶油";}@Overridepublic double cost() {return beverage.cost() + 0.10;}
}// 测试类
class StarbucksTest {public static void main(String[] args) {Beverage beverage = new Espresso();System.out.println(beverage.getDescription() + " 价格: $" + beverage.cost());beverage = new DarkRoast();beverage = new Milk(beverage);beverage = new Mocha(beverage);System.out.println(beverage.getDescription() + " 价格: $" + beverage.cost());beverage = new HouseBlend();beverage = new Soy(beverage);beverage = new Whip(beverage);System.out.println(beverage.getDescription() + " 价格: $" + beverage.cost());}
}

四、动态扩展的优势

装饰者模式的主要优点在于：

• 动态扩展：可以在运行时动态地添加功能，而无需修改现有代码。

• 灵活性：可以组合多个装饰者，实现复杂的功能。

• 避免类爆炸：如果使用继承来实现所有组合，类的数量会呈指数增长，而装饰者模式避免了这一问题。

五、实际应用场景

假设用户点了一杯深烘焙咖啡（Dark Roast），并添加了牛奶（Milk）和奶油（Whip），代码如下：

Beverage beverage = new DarkRoast();
beverage = new Milk(beverage);
beverage = new Whip(beverage);System.out.println(beverage.getDescription() + " $" + beverage.cost());

输出：

Dark Roast, Milk, Whip $1.49

通过装饰者模式，系统可以轻松支持复杂的订单组合，而无需修改现有代码。

六、总结

        装饰者模式是解决动态扩展问题的优雅方案。通过 UML 类图，我们可以清晰地看到系统的设计结构，以及如何通过组合实现功能的扩展。在星巴克咖啡系统中，装饰者模式不仅提高了代码的可维护性，还为未来的扩展提供了极大的便利。

希望这篇博客能帮助你更好地理解UML类图和装饰者模式及其在实际项目中的应用！