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设计模式系列11--装饰器模式

大部分公司都有销售团队，假设老板给你布置了一个任务，让你按照下面的要求开发一套程序来计算销售团队每个月的工资。

每个人当月业务奖金 = 当月销售额 * 3%
每个人的累积奖金 = 总的回款额 * 0.1%
销售经理的团队奖金 = 团队总销售额 * 1%

每个人的工资就是基本工资加上奖金，那么按照常规模式我们来看下如何让实现。

#import "calculateBonus.h"

@implementation calculateBonus

-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales  sumSales:(NSInteger)sumSales isManager:(BOOL)manager{
    //基本工资都是8000
    NSInteger salary = 8000;
    salary += [self monthBonus:monthSales];
    salary += [self sumBonus:sumSales];
    if (manager) {
        salary += [self groupBonus];
    }

    return salary;

}


//当月奖金
-(NSInteger)monthBonus:(NSInteger)monthSales{
    return monthSales * 0.003;
}


//累积奖金
-(NSInteger)sumBonus:(NSInteger)sumSales{
    return  sumSales * 0.001;
}

//团队奖金
-(NSInteger)groupBonus{
    //简单起见，团队的销售总额设置为100000
    return 100000 * 0.01;
}
@end

测试下：

calculateBonus *calculate = [calculateBonus new];  
NSInteger salary1 = [calculate calculateSalary:12222 sumSales:12000 isManager:YES];  
NSLog(@"经理工资：%zd", salary1);

NSInteger salary2 = [calculate calculateSalary:21333 sumSales:23111 isManager:NO];  
NSLog(@"员工甲：%zd", salary2);

NSInteger salary3 = [calculate calculateSalary:22113 sumSales:11222 isManager:NO];  
NSLog(@"员工乙：%zd", salary3);

输出：

2016-12-14 08:57:58.600 装饰者模式[64313:1880733] 经理工资：9048  
2016-12-14 08:57:58.601 装饰者模式[64313:1880733] 员工甲：8086  
2016-12-14 08:57:58.601 装饰者模式[64313:1880733] 员工乙：8077  
Program ended with exit code: 0

看起来运行良好，好，该来的还是来了，该需求。

现在要增加一个环比奖金：就是本月销售额比上月又增加，然后达到一定比例，就会有奖金，增加越多，奖金比率越高。你说这还不简单，再加一个环比奖金计算方法不就是了。那么如果工资计算的方式也换了呢？不同级别的人员或者员工的计算奖金的方式也换了呢？

假设

甲的总工资 = 基本工资 + 当月销售奖金 + 环比奖金
乙的工资 = 基本工资 + 环比奖金
丙的工资 = 基本工资 + 当月销售奖金
丁的工资 = 基本工资 + 环比奖金 + 团队奖金

后面再给你制定十几种不同的计算方式，崩溃了没有？按照上面的写法，那么每一种总工资计算方式你都要写一种方法，再假设这些人的总工资计算方式每个季度还会有调整，你怎么办，接着改？

仔细分析下上面的需求，总工资的计算有两部分：基本工资加上各种奖金，基本工资是固定的，麻烦的地方就在于奖金的计算方式是动态变化的，有各种各样的组合方式。按照设计模式的思想：封装变化，这里变化的部分是奖金的组合方式，那么我们就把这部分封装起来。

我们可以采取这样的方式，把每张奖金的计算方式都单独成类，然后需要用到哪种奖金计算，就把这个奖金计算和基本工资组合起来，需要多少种奖金计算方式，就组合多少种。这样实现起来，是不是非常灵活？以后你想修改或者增加减少奖金计算方式，只需要修改或者增加减少一个奖金计算方式就可以了，至于每个人的总工资计算方式各不相同，就更简单了，交给客户端自由组合。

总结起来就是如下三个要求：

奖金计算方式要灵活，可以动态增加或者减少
可以动态组合奖金计算方式

要实现上面的功能，就要清楚我们今天的猪脚：装饰器模式。

下面来认识下这位仁兄

定义

动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说, 装饰模式比生成子类更为灵活。

一般我们在给一个原本的类添加功能的时候，都会想到使用继承，在原有的类上扩展新的功能，但是继承有一个非常大的缺点：和父类耦合性太高。如果后续需要添加或者减少功能，就不得不每次都要修改子类，而且如果修改了父类，对子类的影响也非常大。

所以我们一般优先考虑使用组合来实现功能的扩展，这也是设计模式的一个原则：多用组合，少用继承。装饰器模式就是实现组合功能的一种方式，它可以透明的给原本的类增加或者减少功能，而且可以把多个功能组合在一起，他不会改变原有类的功能，只是在原来功能的基础上加上一些新功能，而这些操作被装饰对象是毫不知情的。

比如上面的计算总工资，原有的对象是基本工资，但是需要在基本工资的基础上加上各种奖金，也就是给基本工资扩展了功能，但是基本工资这个原有功能是不会改变的，只是给他加上了各种各样的奖金，丰富了它的功能，最后算出来的还是工资，也就是保持原有的类型（整数型）不改变，这点要切记。

UML结构如及说明

设计模式系列11--装饰器模式

实现装饰器模式要注意如下几点：

接口的一致性

装饰对象的接口必须与它所装饰的 C o m p o n e n t 的接口是一致的 , 因此 , 所有的 concreteDecorator 类必须有一个公共的父类
省略抽象的 D e c o r a t o r 类

当你仅需要添加一个职责时,没有必要定义抽象 D e c o r a t o r 类。你常常需要处理现存的类层次结构而不是设计一个新系统,这时你可以把 D e c o r a t o r 向 C o m p o n e n t 转发请求的职责合并到 C o n c r e t e D e c o r a t o r 中。
保持 C o m p o n e n t 类的简单性

为了保证接口的一致性 , 组件和装饰必须有一个公共的 C o m p o n e n t 父类。因此保持这个类的简单性是很重要的；即，它应集中于定义接口而不是存储数据。对数据表示的定义应延迟到子类中，否则 C o m p o n e n t 类会变得过于复杂和庞大 , 因而难以大量使用。赋予 C o m p o n e n t太多的功能也使得 , 具体的子类有一些它们并不需要的功能的可能性大大增加。
改变对象外壳与改变对象内核

我们可以将 D e c o r a t o r 看作一个对象的外壳 , 它可以改变这个对象的行为。另外一种方法是改变对象的内核。例如, S t r a t e g y 模式就是一个用于改变内核的很好的模式。当 C o m p o n e n t 类原本就很庞大时 , 使用 D e c o r a t o r 模式代价太高 , S t r a t e g y模式相对更好一些。在 S t r a t e g y 模式中，组件将它的一些行为转发给一个独立的策略对象，我们可以替换s t r a t e g y 对象，从而改变或扩充组件的功能。

设计模式系列11--装饰器模式

代码实现

1、定义抽象基类

先定义一个抽象基类，工资类和奖金计算方式类都继承自这个类，该类定义了一个公开接口，用于计算奖金

#import <Foundation/Foundation.h>

@interface component : NSObject
-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales  sumSales:(NSInteger)sumSales;
@end

=================

2、定义工资类（被装饰对象）

#import "component.h"

@interface concreteComponent : component

@end

======================

//被装饰对象，基本工资

#import "concreteComponent.h"

@implementation concreteComponent

-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales  sumSales:(NSInteger)sumSales{
    //基本工资8000
    return 8000;
}

@end

3、定义抽象装饰器

定义一个抽象装饰器，继承自抽象基类component，每个具体的装饰器继承自该类，该类主要做一些初始化工作

#import "component.h"

@interface Decorator : component
@property(strong,nonatomic)component *components;
- (instancetype)initWithComponet:(component *)component;
@end

=================

#import "Decorator.h"

@implementation Decorator
- (instancetype)initWithComponet:(component *)component
{
    self = [super init];
    if (self) {
        self.components = component;
    }
    return self;
}

-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales sumSales:(NSInteger)sumSales{
    return [self.components calculateSalary:monthSales sumSales:sumSales];
}
@end

4、具体装饰器

每月销售奖金装饰器

#import "Decorator.h"

@interface monthBonusDecorator : Decorator

@end

==================


#import "monthBonusDecorator.h"

@implementation monthBonusDecorator

-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales sumSales:(NSInteger)sumSales{
    NSInteger salary = [self.components calculateSalary:monthSales sumSales:sumSales];
    NSInteger bonus = monthSales * 0.03;
    NSLog(@"当月销售奖金：%zd", bonus);
    return salary += bonus;
}
@end

累积奖金装饰器

#import "Decorator.h"

@interface sumBonusDecatorator : Decorator

@end

================

#import "sumBonusDecatorator.h"

@implementation sumBonusDecatorator

-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales sumSales:(NSInteger)sumSales{
    NSInteger salary = [self.components calculateSalary:monthSales sumSales:sumSales];
    NSInteger bonus = sumSales * 0.01;
    NSLog(@"累积销售奖金：%zd", bonus);
    return salary += bonus;
}

@end

团队奖金装饰器

#import "Decorator.h"

@interface groupBonusDecorator : Decorator

@end

=================

#import "groupBonusDecorator.h"

@implementation groupBonusDecorator
-(NSInteger)calculateSalary:(NSInteger)monthSales sumSales:(NSInteger)sumSales{
    NSInteger salary = [self.components calculateSalary:monthSales sumSales:sumSales];
    NSInteger bonus = 100000 * 0.01;
    NSLog(@"团队奖金：%zd", bonus);
    return salary += bonus;
}
@end

5、测试

//基本工资，被装饰对象
        component *c1 = [concreteComponent new];

        //装饰器
        Decorator *d1 = [[monthBonusDecorator alloc]initWithComponet:c1];
        Decorator *d2 = [[sumBonusDecatorator alloc]initWithComponet:d1];
        NSInteger salary1 = [d2 calculateSalary:10000 sumSales:12212];
        NSLog(@"/n奖金组合方式：当月销售奖金 + 累积销售奖金 /n 总工资 = %zd", salary1);

        NSLog(@"/n=============================================================================");

        Decorator *d3 = [[monthBonusDecorator alloc]initWithComponet:c1];
        Decorator *d4 = [[sumBonusDecatorator alloc]initWithComponet:d3];
        Decorator *d5 = [[groupBonusDecorator alloc]initWithComponet:d4];
        NSInteger salary2 = [d5 calculateSalary:12100 sumSales:12232];
        NSLog(@"/n奖金组合方式：当月销售奖金 + 累积销售奖金 + 团队奖金 /n 总工资 = %zd", salary2);


        NSLog(@"/n=============================================================================");

        Decorator *d6 = [[monthBonusDecorator alloc]initWithComponet:c1];
        Decorator *d7 = [[groupBonusDecorator alloc]initWithComponet:d6];
        NSInteger salary3 = [d7 calculateSalary:23111 sumSales:231111];
        NSLog(@"/n奖金组合方式：当月销售奖金 + 团队奖金 /n 总工资 = %zd", salary3);

输出如下

2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336] 当月销售奖金：300  
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336] 累积销售奖金：122  
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336]  
奖金组合方式：当月销售奖金 + 累积销售奖金 
 总工资 = 8422

=============================================================================
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336] 当月销售奖金：363  
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336] 累积销售奖金：122  
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336] 团队奖金：1000  
2016-12-14 10:34:31.280 装饰者模式[64586:1944336]  
奖金组合方式：当月销售奖金 + 累积销售奖金 + 团队奖金 
 总工资 = 9485

=============================================================================
2016-12-14 10:34:31.281 装饰者模式[64586:1944336] 当月销售奖金：693  
2016-12-14 10:34:31.281 装饰者模式[64586:1944336] 团队奖金：1000  
2016-12-14 10:34:31.281 装饰者模式[64586:1944336]  
奖金组合方式：当月销售奖金 + 团队奖金 
 总工资 = 9693

6、小结

从上面的测试可以看出，不管是使用何种奖金组合方式，只需要调用对应的装饰器即可，非常灵活。通过上面的代码我们看到，装饰器是一层层包裹的，基本工资被月工资装饰器包裹，月工资装饰器被累积奖金装饰器包裹，累积装饰器被团队奖金装饰器包裹，当调用计算奖金的公式的时候，就会按照顺序层层递归调用每个装饰器的功能，到最后算出总工资，我们来用示意图看看调用过程。

由于每个装饰器之间是完全独立的，所以我们可以使用任何我们想要的方式去组合这些装饰器，比如多次重复调用同一个装饰器，调换装饰器的顺序等等。

设计模式系列11--装饰器模式

适用性

在如下情况可以考虑使用对象组合

在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给单个对象添加职责。
处理那些可以撤消的职责。
当不能采用生成子类的方法进行扩充时一种情况是，可能有大量独立的扩展，为支持每一种组合将产生大量的子类，使得子类数目呈爆炸性增长。另一种情况可能是因为类定义被隐藏，或类定义不能用于生成子类。

优缺点

比继承更灵活

与对象的静态继承 ( 多重继承 ) 相比 , D e c o r a t o r 模式提供了更加灵活的向对象添加职责的方式。可以用添加和分离的方法,用装饰在运行时刻增加和删除职责。相比之下,继承机制要求为每个添加的职责创建一个新的子类。这会产生许多新的类,并且会增加系统的复杂度。此外,为一个特定的 C o m p o n e n t 类提供多个不同的 D e c o r a t o r 类 , 这就使得你可以对一些职责进行混合和匹配。使用 D e c o r a t o r 模式可以很容易地重复添加一个特性。
避免了高层次类有太多的特征

D e c o r a t o r模式提供了一种 “ 即用即付 ” 的方法来添加职责。它并不试图在一个复杂的可定制的类中支持所有可预见的特征，相反，你可以定义一个简单的类，并且用 D e c o r a t o r 类给它逐渐地添加功能。可以从简单的部件组合出复杂的功能。这样，应用程序不必为不需要的特征付出代价。同时也更易于不依赖于 D e c o r a t o r 所扩展(甚至是不可预知的扩展)的类而独立地定义新类型的 D e c o r a t o r 。扩展一个复杂类的时候,很可能会暴露与添加的职责无关的细节。
产生许多小对象

采用 D e c o r a t o r 模式进行系统设计往往会产生许多看上去类似的小对象 , 这些对象仅仅在他们相互连接的方式上有所不同,而不是它们的类或是它们的属性值有所不同。尽管对于那些了解这些系统的人来说,很容易对它们进行定制,但是很难学习这些系统, 排错也很困难。