裝飾者模式

裝飾者模式

  裝飾者模式是23種設計模式之一，是指在不改變原來的類和使用繼承的方式，動態的擴展這個類的功能。裝飾者容許向一個現有的對象添加特定的功能卻不改變它的結構。經過一個類來包裝原有的類來提供額外的功能。

 

特色

 

（1） 裝飾對象和真實對象有相同的接口。這樣客戶端對象就能以和真實對象相同的方式和裝飾對象交互。

 

（2） 裝飾對象包含一個真實對象的引用（reference）

 

（3） 裝飾對象接受全部來自客戶端的請求。它把這些請求轉發給真實的對象。

 

（4） 裝飾對象能夠在轉發這些請求之前或之後增長一些附加功能。這樣就確保了在運行時，不用修改給定對象的結構就能夠在外部增長附加的功能。在面向對象的設計中，一般是經過繼承來實現對給定類的功能擴展。

 

裝飾者模式的結構：

 

 

Component：抽象組件，被裝飾的原始對象，能夠是抽象類或者接口

ConcreatCompoent：實現或者繼承了抽象組件，被裝飾的具體的實現

Decorator：抽象的裝飾者，實現或者繼承了Component抽象組件，持有抽象組件的引用

ConcreatDecotarorA、ConcreatDecotarorB：具體的裝飾者，實現或者繼承了抽象裝飾者。

 實現

  舉個簡單的例子，假設有一個科沃斯機器人，它的基本功能是掃地，如今要求這個機器人能夠邊掃地邊唱歌，還能夠邊掃地邊跳舞。

那麼，就能夠將機器定義爲一個抽象的類，裏面有一個抽象的方法，sweep();

/**
 * 抽象組件
 */
public abstract class Robot {
    /**
     * 打掃的方法
     */
    public abstract void sweep();
}

被裝飾的具體對象：

/**
 * 抽象組件的具體實現類，即被裝飾者對象
 */
public class ConcreatRobot extends Robot {
    @Override
    public void sweep() {
        System.out.println("打掃臥室");
    }
}

抽象裝飾者：

/**
 * 抽象的裝飾者類
 */
public class DecoratorRobot extends Robot {

    private Robot robot;

    public DecoratorRobot(Robot robot) {
        this.robot = robot;
    }

    @Override
    public void sweep() {
        robot.sweep();
    }
}

具體的裝飾者A：

/**
 * 裝飾者A
 */
public class ConcreatDecoratorA extends DecoratorRobot {

    public ConcreatDecoratorA(Robot robot) {
        super(robot);
    }

    /**
     * 一遍掃地一邊唱歌
     */
    @Override
    public void sweep() {
        super.sweep();
        this.sign();
    }

    /**
     * 唱歌
     */
    public void sign(){
        System.out.println("唱一首單身情歌");
    }
}

具體的裝飾者B：

/**
 * 裝飾者B
 */
public class ConcreatDecoratorB extends RobotDecorator {

    public ConcreatDecoratorB(Robot robot) {
        super(robot);

    }

    /**
     * 一遍掃地一邊跳舞
     */
    @Override
    public void sweep() {
        super.sweep();
        dance();
    }

    /**
     * 唱歌
     */
    public void dance(){
        System.out.println("跳一支探戈");
    }
}

客戶端調用：

public class DecoratorTest  {
    public static void main(String[] args) {

        Robot robot = new ConcreatRobot();
        RobotDecorator signRobot = new ConcreatDecoratorA(robot);
        signRobot.sweep();
        RobotDecorator danceRobot = new ConcreatDecoratorB(robot);
        danceRobot.sweep();

    }
}

控制檯輸出：

打掃臥室
唱一首單身情歌
打掃臥室
跳一支探戈

  從例子中能夠看出，裝飾的模式是一種組合的概念，所謂裝飾，就是要去擴展被裝飾者從而擴展功能，而咱們客戶端在調用的時候，能夠選擇合適的裝飾類來達到咱們想要的結果。好比我只想讓機器人掃地，那麼我只須要調用具體的抽象實現類，我想讓機器人又掃地又跳舞，那麼就使用包裝類。

 

  裝飾者模式是爲已有功能動態的添加更多功能的一種方式。那麼，在何時使用呢，當系統須要新的功能的時候，向舊代碼中添加新的代碼顯然增長了原有代碼的複雜度，而且違反了開閉原則。這個時候，裝飾者提供了一個很是好的機會，咱們能夠經過包裝這個主類，把每一個要包裝的功能單獨的寫成一個包裝類，從而擴展該類的功能。客戶端能夠根據須要，調用特定功能的包裝類。這樣作的好處是把類中的裝飾功能或者和核心功能分開，簡化原有的類。

裝飾者模式在java IO中的應用

  裝飾者模式在JDK中的典型應用莫過於IO體系了。Java中的IO分爲兩種，字節流和字符流，其中每一種分別能夠分爲輸入流和輸出流，咱們來看下IO體系的結構圖。

 

  咱們以InputStream爲例，InputStream是抽象的父類，FilterInputtream和ByteArrayInputStream繼承了InputStream，這些類繼承了InputStream的基本的字節讀取功能，FilterInputtream還持有了InputStream的引用，它的全部的方法，都是調用了這個引用的同名方法，也就是說，他把全部的調用都委託給了InputStream。而且FilterInputtream還有一些子類，好比BufferdInputStream，DataInputStream等。BufferedInputStream提供了緩衝輸入流，當咱們經過read()讀取輸入流的數據時，BufferedInputStream會將該輸入流的數據分批的填入到緩衝區中。每當緩衝區中的數據被讀完以後，輸入流會再次填充數據緩衝區；如此反覆，直到咱們讀完輸入流數據位置。因而可知，BufferedInputStream爲咱們提供了一個從緩衝區讀取數據的功能，就像是科沃斯機器人，通過包裝後爲咱們提供了唱歌的功能同樣。咱們來看下這幾個類的類圖。

                                                                                

  正如圖中所示，他們的結構徹底知足裝飾者模式的結構圖。同理，像DataInputStream也是一個包裝類，他提供了與機器無關方式從底層輸入流中讀取的功能。

咱們來看下以BufferdInputStream實現數據讀取的例子。

public class DecoratorTest {
    public static void main(String[] args) {

        InputStream in = null;
        BufferedInputStream bi = null;
        try {
            in = new FileInputStream("E:\\decorator.txt");
            //in 是一個文件輸入流，經過BufferedInputStream給它添加從緩衝區讀取數據的功能。
            //BufferedInputStream就是一個包裝類
            bi = new BufferedInputStream(in);
            int count = 0;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((count = bi.read(buffer)) != -1) {
                System.out.println(new String(buffer, 0, count));
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                if (bi != null) {
                    bi.close();
                }
                if (in != null) {
                    in.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }

    }
}

   我本身以前學習IO流的時候，看到這麼多種類的流也是很難理解，當我以設計模式角度去解讀這些流時，會更加容易理解。裝飾者模式的實現對於使用者是透明的，咱們必須瞭解這個裝飾者是什麼功能，才能恰當的使用這個類。