设计模式:装饰器(Decorator)in Java

1.认识装饰器模式

装饰模式能够实现动态的为对象添加功能,是从一个对象外部来给对象添加功能。通常给对象添加功能,要么直接修改对象添加相应的功能,要么派生对应的子类来扩展,抑或是使用对象组合的方式。显然,直接修改对应的类这种方式并不可取。在面向对象的设计中,而我们也应该尽量使用对象组合,而不是对象继承来扩展和复用功能。装饰器模式就是基于对象组合的方式,可以很灵活的给对象添加所需要的功能。装饰器模式的本质就是动态组合。动态是手段,组合才是目的。总之,装饰模式是通过把复杂的功能简单化,分散化,然后再运行期间,根据需要来动态组合的这样一个模式。

2.模式结构和说明

装饰模式的结构如下图所示。

Component:组件对象的接口,可以给这些对象动态的添加职责;

ConcreteComponent:具体的组件对象,实现了组件接口。该对象通常就是被装饰器装饰的原始对象,可以给这个对象添加职责;

Decorator:所有装饰器的父类,需要定义一个与组件接口一致的接口(主要是为了实现装饰器功能的复用,即具体的装饰器A可以装饰另外一个具体的装饰器B,因为装饰器类也是一个Component),并持有一个Component对象,该对象其实就是被装饰的对象。如果不继承组件接口类,则只能为某个组件添加单一的功能,即装饰器对象不能在装饰其他的装饰器对象。

ConcreteDecorator:具体的装饰器类,实现具体要向被装饰对象添加的功能。用来装饰具体的组件对象或者另外一个具体的装饰器对象。

装饰器模式的示例代码如下(Java语言描述):

(1)组件对象的接口,可以给这些对象动态的添加职责

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public abstract class Component {  
public abstract void operation();
}

(2)具体实现组件对象接口的对象

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public class ConcreteComponent extends Component {  

public void operation() {
//相应的功能处理
}
}

(3)装饰器接口,维持一个指向组件对象的接口对象, 并定义一个与组件接口一致的接口

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public abstract class Decorator extends Component {  
/**
* 持有组件对象
*/
protected Component component;

/**
* 构造方法,传入组件对象
* @param component 组件对象
*/
public Decorator(Component component) {
this.component = component;
}

public void operation() {
//转发请求给组件对象,可以在转发前后执行一些附加动作
component.operation();
}
}

(4)装饰器的具体实现对象,向组件对象添加职责,operationFirst(),operationLast()为前后需要添加的功能。具体的装饰器类ConcreteDecoratorB代码相似,不在给出。

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public class ConcreteDecoratorA extends Decorator {  
public ConcreteDecoratorA(Component component) {
super(component);
}
private void operationFirst(){ } //在调用父类的operation方法之前需要执行的操作
private void operationLast(){ } //在调用父类的operation方法之后需要执行的操作
public void operation() {
//调用父类的方法,可以在调用前后执行一些附加动作
operationFirst(); //添加的功能
super.operation(); //这里可以选择性的调用父类的方法,如果不调用则相当于完全改写了方法,实现了新的功能
operationLast(); //添加的功能
}
}

(5) 客户端使用装饰器的代码

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public class Client{  
public static void main(String[] args){
Component c1 = new ConcreteComponent (); //首先创建需要被装饰的原始对象(即要被装饰的对象)
Decorator decoratorA = new ConcreteDecoratorA(c1); //给对象透明的增加功能A并调用
decoratorA .operation();
Decorator decoratorB = new ConcreteDecoratorB(c1); //给对象透明的增加功能B并调用
decoratorB .operation();
Decorator decoratorBandA = new ConcreteDecoratorB(decoratorA);//装饰器也可以装饰具体的装饰对象,此时相当于给对象在增加A的功能基础上在添加功能B
decoratorBandA.operation();
}
}

3.小结

Java中的IO是明显的装饰器模式的运用。FilterInputStream,FilterOutputStream,FilterRead,FilterWriter分别为具体装饰器的父类,相当于Decorator类,它们分别实现了InputStream,OutputStream,Reader,Writer类(这些类相当于Component,是其他组件类的父类,也是Decorator类的父类)。继承自InputStream,OutputStream,Reader,Writer这四个类的其他类是具体的组件类,每个都有相应的功能,相当于ConcreteComponent类。而继承自FilterInputStream,FilterOutputStream,FilterRead,FilterWriter这四个类的其他类就是具体的装饰器对象类,即ConcreteDecorator类。通过这些装饰器类,可以给我们提供更加具体的有用的功能。如FileInputStream是InputStream的一个子类,从文件中读取数据流,BufferedInputStream是继承自FilterInputStream的具体的装饰器类,该类提供一个内存的缓冲区类保存输入流中的数据。我们使用如下的代码来使用BufferedInputStream装饰FileInputStream,就可以提供一个内存缓冲区来保存从文件中读取的输入流。

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BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(file)); //其中file为某个具体文件的File或者FileDescription对象

在以下两种情况下可以考虑使用装饰器模式:

(1)需要在不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给对象添加职责。
(2)如果不适合使用子类来进行扩展的时候,可以考虑使用装饰器模式。


参考文档:http://www.cnblogs.com/chenying99/archive/2012/10/05/2712524.html

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