Day13. 範例：漢堡點餐系統（裝飾者模式）

第 12 屆 iThome 鐵人賽

DAY 13

Software Development

你終究都要學設計模式的，那為什麼不一開始就學呢？系列第 13 篇

12th鐵人賽 design pattern 設計模式裝飾者模式 decorator pattern

YNCBearz

團隊十萬伏bug打字團

2020-09-28 11:56:55

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需求一：客戶想要一個漢堡點餐系統

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger;

class Program
{
    public function makeBigMac()
    {
        return '大麥克：麵包、牛肉、生菜、沙拉、麵包、牛肉、起司、生菜、沙拉、麵包';
    }

    public function makeDoubleCheeseBurger()
    {
        return '雙層牛肉吉事堡：麵包、酸菜、起司、牛肉、起司、牛肉、麵包';
    }
}

需求二：客戶想要點餐能夠客製化 (比如說：兩倍起司)

我們決定先嘗試實作大麥克的客製化

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger;

class Program
{
    protected $cheese = 'normal';

    /**
     * @param array $demand
     */
    public function customize($demand)
    {
        $this->cheese = $demand['cheese'];
    }

    public function makeBigMac()
    {
        if ($this->cheese == 'double') {
            return '大麥克：麵包、牛肉、生菜、沙拉、麵包、牛肉、兩倍起司、生菜、沙拉、麵包';
        }

        return '大麥克：麵包、牛肉、生菜、沙拉、麵包、牛肉、起司、生菜、沙拉、麵包';
    }
}

在完成後，卻發現了一些問題：

每當有配料客製化需求時，我們必須改變大麥克的實作，違反開放封閉原則。
不同的漢堡種類，客製化的過程會違反DRY原則。(可參考blog)
新增漢堡種類時，我們可能要實作目前所有客製化的選項。

藉由以上幾點，我們知道漢堡的實作與配料客製化是兩個不同的職責。
我們試著改用裝飾者模式實作。

首先定義食物介面

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Contracts;

interface Food
{
    public function getDescription();
}

接著定義抽象的漢堡類別，並實作食物介面

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent;

use App\DecoratorPattern\Burger\Contracts\Food;

abstract class Burger implements Food
{
    protected $name = '未知品項';

    public function getDescription()
    {
        return $this->name . '：';
    }
}

實作大麥克漢堡

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent;

use App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent\Burger;

class BigMac extends Burger
{
    protected $name = '大麥克';
}

漢堡在裝飾者模式中屬於裝飾物件類別，也就是被裝飾者。

接著定義配料的抽象類別，也實作食物介面

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Contracts\Food;

abstract class Ingredient implements Food
{
    /**
    * @var Food
    */
    protected $food;

    protected $name = '未知配料';

    public function __construct(Food $food)
    {
        $this->food = $food;
    }

    public function getDescription()
    {
        return $this->food->getDescription() . $this->name . '、';
    }
}

注意：Food包括漢堡類（被裝飾者）和配料類（裝飾者）。

而這邊__construct()與getDescription()方法的實作，
晚點會透過它們來實現裝飾。

接著實作各式配料

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Bread extends Ingredient
{
    protected $name = '麵包';
}

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Beef extends Ingredient
{
    protected $name = '牛肉';
}

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Lettuce extends Ingredient
{
    protected $name = '生菜';
}

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Salad extends Ingredient
{
    protected $name = '沙拉';
}

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Cheese extends Ingredient
{
    protected $name = '起司';
}

配料在裝飾者模式中屬於裝飾者類別，也就是裝飾者。

準備工作就緒，讓我們來做一個大麥克吧

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger;

use App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent\BigMac;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Bread;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Beef;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Lettuce;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Cheese;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Salad;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Pickle;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Program
{
    public function makeBigMac()
    {
        $bigMac = new BigMac();
        $topBread = new Bread($bigMac);
        $firstBeef = new Beef($topBread);
        $firstLettuce = new Lettuce($firstBeef);
        $firstSalad = new Salad($firstLettuce);
        $middleBread = new Bread($firstSalad);
        $secondBeef = new Beef($middleBread);
        $cheese = new Cheese($secondBeef);
        $secondLettuce = new Lettuce($cheese);
        $secondSalad = new Salad($secondLettuce);
        $bottomBread = new Bread($secondSalad);

        // 大麥克：麵包、牛肉、生菜、沙拉、麵包、牛肉、起司、生菜、沙拉、麵包
        return $this->getBurgerDescription($bottomBread);
    }

    /**
     * @param Ingredient $burger
     * @return string
     */
    private function getBurgerDescription(Ingredient $burger)
    {
        $result = $burger->getDescription();
        return $this->subLastPunctuation($result);
    }

    /**
     * 去除最後一個標點符號
     *
     * @param string $string
     * @return string
     */
    private function subLastPunctuation($string)
    {
        return mb_substr($string, 0, mb_strlen($string, 'UTF-8') - 1, 'UTF-8');
    }
}

有用subLastPunctuation方法作文字修飾，可忽略。

透過Ingredient抽象類別的 __construct()包裝先前的類，
當我們使用getDescription()時便能夠一層一層地往內部呼叫，
直到所有類別都被呼叫後，才動態產生所需的結果。

讓我們回到需求二：兩倍起司的客製化需求

我們先來改寫Ingredient抽象類別
新增customize()與changeDefaultIfDemanded()來作客製化的需求


<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Contracts\Food;
use App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent\Burger;
use ReflectionClass;

abstract class Ingredient implements Food
{
    /**
     * @var Food
     */
    protected $food;

    protected $name = '配料';

    public function __construct(Food $food)
    {
        $this->food = $food;
    }

    public function getDescription()
    {
        return $this->food->getDescription() . $this->name . '、';
    }

    /**
     * 讓最後一個裝飾者客製化自己外，也能客製化先前的裝飾者
     *
     * @param array $demand
     * @return food
     */
    public function customize($demand)
    {
        $this->changeDefaultIfDemanded($demand);

        if ($this->food instanceof Ingredient) {
            $this->food->customize($demand);
        }

        return $this;
    }

    /**
     * 我們會利用該配料名稱，當作客製化的設定
     *
     * @param array $demand
     */
    protected function changeDefaultIfDemanded($demand)
    {
        $ingredientName = $this->getIngredientName();

        if (isset($demand[$ingredientName])) {
            $this->$ingredientName = $demand[$ingredientName];
        }
    }

    /**
     * @return string
     */
    private function getIngredientName()
    {
        $reflectionClass = new ReflectionClass($this);
        return strtolower($reflectionClass->getShortName());
    }
}

注意：Food包括漢堡類（被裝飾者）和配料類（裝飾者）。
customize()方法遇到Food為配料時，會往內部呼叫，直到所有配料都被呼叫。

changeDefaultIfDemanded()，可理解成demand有提到的配料才會作客製化，可忽略。

接著改寫 Cheese 類別

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger\Decorator;

use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Cheese extends Ingredient
{
    protected $name = '起司';

    protected $cheese = 'normal';

    public function getDescription()
    {
        if ($this->cheese == 'double') {
            return $this->food->getDescription() . '兩倍' . $this->name . '、';
        }

        return parent::getDescription();
    }
}

最後改寫 Program 的實作

<?php

namespace App\DecoratorPattern\Burger;

use App\DecoratorPattern\Burger\ConcreteComponent\BigMac;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Bread;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Beef;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Lettuce;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Cheese;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Salad;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Pickle;
use App\DecoratorPattern\Burger\Decorator\Ingredient;

class Program
{
    /**
     * @var array
     */
    protected $demand = [];

    /**
     * @param array $demand
     */
    public function setDemand($demand)
    {
        $this->demand = $demand;
    }

    /**
     * @return string
     */
    public function makeBigMac()
    {
        $bigMac = new BigMac();
        $topBread = new Bread($bigMac);
        $firstBeef = new Beef($topBread);
        $firstLettuce = new Lettuce($firstBeef);
        $firstSalad = new Salad($firstLettuce);
        $middleBread = new Bread($firstSalad);
        $secondBeef = new Beef($middleBread);
        $cheese = new Cheese($secondBeef);
        $secondLettuce = new Lettuce($cheese);
        $secondSalad = new Salad($secondLettuce);
        $bottomBread = new Bread($secondSalad);

        return $this->getBurgerDescription($bottomBread);
    }

    /**
     * 去除最後一個標點符號
     *
     * @param string $string
     * @return string
     */
    private function subLastPunctuation($string)
    {
        return mb_substr($string, 0, mb_strlen($string, 'UTF-8') - 1, 'UTF-8');
    }

    /**
     * @param Ingredient $ingredient
     * @return string
     */
    private function getBurgerDescription(Ingredient $ingredient)
    {
        $result = $ingredient->customize($this->demand)->getDescription();
        return $this->subLastPunctuation($result);
    }
}

[單一職責原則]
我們將漢堡的實作與配料客製化視作兩種不同的職責。

[開放封閉原則]
無論是新增漢堡種類、新增配料或客製化，我們都能夠僅改到小部分的程式碼。

[裡氏替換原則]
遇到客製化需求時，我們可能會改寫配料中的getDescription()方法。

[介面隔離原則]
食物介面 - 使每個食物能透過getDescription()方法組裝。
漢堡抽象類別 - 被裝飾者，主要是為了與配料類（裝飾者）職責切割。
配料抽象類別 - 裝飾者，擁有一些客製化的方法。

[依賴反轉原則]
許多方法都依賴在食物介面、漢堡抽象類別、配料抽象類別。

最後附上類別圖：

（註：若不熟悉 UML 類別圖，可參考UML類別圖說明。）