Java IO 装饰者模式

ihze2553 4年前

来自: http://www.cnblogs.com/intsmaze/p/5202213.html

装饰模式(Decorator)

装饰模式又名 包装(Wrapper)模式

装饰模式以对客户端透明的方式扩展 对象 的功能,是继承关系的一个 替代方案。

装饰模式通过创建一个包装对象,也就是装饰,来包裹真实的对象。

装饰模式以对客户端透明的方式 动态 地给一个对象附加上更多的责任。换言之,客户端并不会觉得对象在装饰前和装饰后有什么不同。

装饰模式可以在不创造更多子类的情况下,将对象的功能加以扩展。

装饰模式把客户端的调用委派到被装饰类。装饰模式的关键在于这种扩展是完全透明的。

装饰模式的角色

抽象构件角色(Component):给出一个抽象接口,以规范准备接收附加责任的对象。

具体构件角色(Concrete Component):定义将要接收附加责任的类。

装饰角色(Decorator):持有一个构件(Component)对象的引用,并定义一个与抽象构件接口一致的接口。

具体装饰角色(Concrete Decorator):负责给构件对象“贴上”附加的责任。

Java IO中的装饰模式

在IO中,具体构件角色是 节点流 ,装饰角色是 过滤流

FilterInputStream和FilterOutputStream是装饰角色,而其他派生自它们的类则是具体装饰角色。

装饰模式的特点

装饰对象和真实对象有相同的接口。这样客户端对象就可以以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。

装饰对象包含一个真实对象的引用(reference)。

装饰对象接收所有来自客户端的请求,它把这些请求转发给真实的对象。

装饰对象可以在转发这些请求之前或之后附加一些功能。

这样就确保了在运行时,不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。

程序实例

public interface Component{         public void

doSomething();

}

这是抽象构件角色,是一个接口。具体构件角色实现这个接口:

public class ConcreteComponent implements

Component{

@Override

public void

doSomething() {

System.out.println("功能A"

);

}

}

</div> </div>

装饰角色:

public class Decorator implements

Component{

private

Component component;

public

Decorator(Component component) {

this.component =

component;

}

@Override

public

void doSomething() {

component.doSomething();

}    

}

</div> </div> </div> </div>

其中包含了构件角色的引用,方法调用中利用构件角色的方法。

</div>

具体装饰角色(两个):

public class ConcreteDecorator1 extends

Decorator{

public

ConcreteDecorator1(Component component) {

super

(component);

}

@Override

public void doSomething() {                             super

.doSomething();

this

.doAnotherThing();

}

private void

doAnotherThing() {

System.out.println("功能B");

}

}

</div> </div> </div> </div> </div> </div>
public class ConcreteDecorator2 extends

Decorator{

public

ConcreteDecorator2(Component component) {

super

(component);

}

@Override

public void

doSomething() {

super

.doSomething();

this

.doAnotherThing();

}

private void

doAnotherThing() {

System.out.println("功能C"

);

}

}

</div> </div> </div> </div> </div> </div>
使用测试:
</div>

public class Client{
         public static void main(String[] args) {
                     Component component = new ConcreteComponent();
                     Component component1 = new ConcreteDecorator1(component);
                     component1.doSomething();
                     System.out.println("-----------" );
                     Component component2 = new ConcreteDecorator2(component1);
                    component2.doSomething();
         }
}

问题引入

咖啡店的类设计:

一个饮料基类,各种饮料类继承这个基类,并且计算各自的价钱。

饮料中需要加入各种调料,考虑在基类中加入一些布尔值变量代表是否加入各种调料,基类的cost()中的计算各种调料的价钱,子类覆盖cost(),并且在其中调用超类的cost(),加上特定饮料的价钱,计算出子类特定饮料的价钱。

缺点:类数量爆炸、基类加入的新功能并不适用于所有的子类、调料价钱的改变、新调料的出现都会要求改变现有代码;有的子类并不适合某些调料等情况……

设计原则

类应该对扩展开放,对修改关闭。

我们的目标是允许类容易扩展,在不修改现有代码的情况下,就可搭配新的行为。

如能实现这样的目标,有什么好处呢?这样的设计具有弹性可以应对改变,可以接受新的功能来应对改变的需求。

要让OO设计同时具备开放性和关闭性,不是一件容易的事,通常来说,没有必要把设计的每个部分都这么设计。

遵循开放-关闭原则,通常会引入新的抽象层次,增加代码的复杂度。

我们需要把注意力集中在设计中最有可能改变的地方,然后应用开放-关闭原则。

用装饰者模式解决问题

解决咖啡店饮料问题的方法:

以饮料为主体,然后在运行时以调料来“装饰”饮料。

比如,顾客想要摩卡(Mocha)和奶泡(Whip)深焙咖啡(DarkRoast):

DarkRoast继承自Beverage,有一个cost()方法。

第一步,以DarkRoast对象开始;

第二步,顾客想要摩卡,所以建立一个Mocha装饰者对象,并用它将DarkRoast对象包装(wrap)起来;

第三步,顾客想要奶泡,所以建立一个Whip装饰者对象,并用它将Mocha对象包起来;(Mocha和Whip也继承自Beverage,有一个cost()方法);

最后,为顾客算钱,通过调用最外圈装饰者(Whip)的cost()就可以。Whip()的cost()会先委托它装饰的对象(Mocha)计算出价钱,然后在加上奶泡的价钱。Mocha的cost()也是类似。

装饰者模式的特点

装饰者和被装饰对象 有相同的超类型

可以用一个或多个装饰者包装一个对象。

因为装饰者和被装饰者具有相同的类型,所以任何需要原始对象的场合,可以用装饰过的对象代替。

装饰者可以在所委托被装饰者的行为之前与/或之后,加上自己的行为,以达到特定的目的。

对象可以在任何时候被装饰,所以可以在运行时动态地、不限量地用你喜欢的装饰者来装饰对象。

装饰者模式的定义

装饰者模式动态地将责任附加到对象上。若要扩展功能,装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

装饰者模式的实现

实现类图如下:

装饰者和被装饰者具有共同的超类,利用继承达到“ 类型匹配 ”,而不是利用继承获得“行为”;将装饰者和被装饰者组合时,加入新的行为。

解决本文中饮料的具体问题时,图中Component即为Beverage(可以是抽象类或者接口),而ConcreteComponent为各种饮 料,Decorator(抽象装饰者)为调料的抽象类或接口,ConcreteDecoratorX则为各种具体的调料。

因为使用对象组合,可以把饮料和调料更有弹性地加以混合与匹配。

代码外部细节:

代码中实现的时候,通过构造函数将被装饰者传入装饰者中即可,如最后的调用形式如下:

Beverage beverage = new DarkRoast();

beverage = new Mocha(beverage);

beverage = new Whip(beverage);

即完成了两层包装,此时再调用beverage的cost()函数即可得到总价。

java.io包内的装饰者模式

装饰者模式的缺点:在设计中加入大量的小类,如果过度使用,会让程序变得复杂。

</div>