Java描述设计模式(09)：装饰模式

2024-12-22 技术教程

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一、生活场景1、场景描述

孙悟空有七十二般变化，他的每一种变化都给他带来一种附加的本领。他变成鱼儿时，就可以到水里游泳；他变成鸟儿时，就可以在天上飞行。

2、场景图解

3、代码实现

public class C01_InScene { public static void main(String[] args) { TheGreatestSage greatestSage = new Monkey(); TheGreatestSage fish = new Fish(greatestSage); fish.shapeDesc(); // 这里虽然是鱼形态，但是本体是悟空，所以可以直接变化 TheGreatestSage bird = new Bird(fish); bird.shapeDesc(); }}// 顶级接口interface TheGreatestSage { // 定义一个描述形态的方法 void shapeDesc ();}// 悟空本尊class Monkey implements TheGreatestSage{ @Override public void shapeDesc() { System.out.println("Monkey.move()"); }}// 包装一层变化的描述class Change implements TheGreatestSage { private TheGreatestSage greatestSage; Change(TheGreatestSage greatestSage){ this.greatestSage = greatestSage; } @Override public void shapeDesc() { greatestSage.shapeDesc(); }}// 具体的变化形态class Fish extends Change{ public Fish(TheGreatestSage greatestSage) { super(greatestSage); } public void shapeDesc(){ System.out.println("鱼在水中游..."); }}class Bird extends Change{ public Bird(TheGreatestSage greatestSage) { super(greatestSage); } public void shapeDesc(){ System.out.println("鸟在空中飞..."); }}二、装饰模式1、基础概念

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。
装饰模式以对客户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。装饰模式可以在不使用创造更多子类的情况下，将对象的功能加以扩展。

2、核心角色

抽象构件角色

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

定义一个将要接收附加责任的类。

装饰角色

持有一个构件对象的实例，并定义一个与抽象构件接口一致的接口。

具体装饰角色

负责给构件对象“贴上”附加的责任。

3、模式图解

4、源代码实现

// 抽象构件角色interface Component { void sampleOperation();}// 具体构件角色class ConcreteComponent implements Component{ @Override public void sampleOperation() { System.out.println("业务相关代码"); }}//装饰角色class Decorator implements Component{ private Component component; public Decorator(Component component){ this.component = component; } @Override public void sampleOperation() { //委派给构件进行处理 component.sampleOperation(); }}// 具体装饰角色class ConcreteDecoratorA extends Decorator{ public ConcreteDecoratorA(Component component) { super(component); } @Override public void sampleOperation() { super.sampleOperation(); System.out.println("A.处理相关业务的代码"); }}class ConcreteDecoratorB extends Decorator{ public ConcreteDecoratorB(Component component) { super(component); } @Override public void sampleOperation() { super.sampleOperation(); System.out.println("B.处理相关业务方法"); }}5、该模式简化简化抽象类

如果只有一个ConcreteComponent类，那么可以考虑去掉抽象的Component类（接口），把Decorator作为一个ConcreteComponent子类。

简化装饰类

如果只有一个ConcreteDecorator类，那么就没有必要建立一个单独的Decorator类，而可以把Decorator和ConcreteDecorator的责任合并成一个类。

6、半透明说明

1)、纯粹的装饰模式很难找到。装饰模式的用意是在不改变接口的前提下，增强类的功能。
2)、在增强功能的时候，往往需要建立新的公开的方法。
3)、这就导致了大多数的装饰模式的实现都是“半透明”的，而不是完全透明的。换言之，允许装饰模式改变接口，增加新的方法。这意味着客户端可以声明ConcreteDecorator类型的变量，从而可以调用ConcreteDecorator类中才有的方法。
4)、半透明的装饰模式是介于装饰模式和适配器模式之间的。适配器模式的用意是改变类的接口，也可以通过改写一个或几个方法，或增加新的方法来增强类的功能。
5)、大多数的装饰模式实际上是半透明的装饰模式，这样的装饰模式也称做半装饰、半适配器模式。

三、实际应用1、JDK中IO流

1)、基本描述

装饰模式在Java语言中的最经典的应用就是Java I/O类库的设计。很少单一的创建流对象，通过创建多个叠合对象来提供所期望的IO流功能，因此装饰模式是Java I/O类库的基本模式。

2)、IO流图解描述

抽象构件角色

由InputStream扮演。这是一个抽象类，为各种子类型提供统一的接口。

具体构件角色

由FileInputStream、StringBufferInputStream等类扮演。它们实现了抽象构件角色所规定的接口。

抽象装饰角色

由FilterInputStream扮演。它实现了InputStream所规定的接口。

具体装饰角色

由几个类扮演，分别是BufferedInputStream、DataInputStream以及两个不常用到的类LineNumberInputStream、PushbackInputStream。

四、优缺点总结1、模式的优点

（1）装饰模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能，但是装饰模式可以提供比继承更多的灵活性。装饰模式允许系统动态决定“贴上”一个需要的“装饰”，或者除掉一个不需要的“装饰”。继承关系则不同，继承关系是静态的，它在系统运行前就决定了。
（2）通过使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，工程师可以创造出很多不同行为的组合。

2、模式的优点