设计模式（十二）Decorator模式

　　Decorator模式就是不断地为对象添加装饰的设计模式。以蛋糕为例，程序中的对象就相当于蛋糕，然后像不断地装饰蛋糕一样地不断地对其增加功能，它就变成了使用目的更加明确的对象。

　　首先看示例程序的类图。

　　然后看示例程序代码。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public abstract class Display {
    
    public abstract int getColumns();
    public abstract int getRows();
    public abstract String getRowText(int row);
    public final void show() {
        for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
            System.out.println(getRowText(i));
        }
    }
}

　　Display类是可以显示多行字符串的抽象类。getColumns方法用来获取横向行数，getRows方法用来获取纵向行数，getRowText方法用于获取指定的某一行的字符串，show方法是用来显示所有行字符串，首先获得行数，然后循环打印每一行的字符串。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public class StringDisplay extends Display{
    
    private String string;
    
    public StringDisplay(String string) {
        this.string = string;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return string.getBytes().length;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row == 0) {
            return string;
        } else {
            return null;
        }
    }
    
}

　　StringDisplay类用于显示单行字符串。string字段中保存的是要显示的字符串，由于StringDisplay类显示的是单行字符串，因此getColumns方法就是返回字符串的长度，而getRows方法返回的行数就是1，由于返回的是单行字符串，所以getRowText方法只有在传入的参数是0时才会返回字符串。StringDisplay类就相当于生日蛋糕中的核心蛋糕。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public abstract class Border extends Display {

    protected Display display;
    protected Border(Display display) {
        this.display = display;
    }
}

　　Border类继承了Display类，但它是装饰边框的抽象类。这里有一些疑惑。装饰边框与装饰物具有了相同的方法，因此也就具有了一致性。

　　还需要注意的是，Border类中的display字段，表示的是被装饰物，也就是说，只要是display类的子类，都可以传递进来保存在display字段中。更有趣的是，当然可以把Border类的子类传递进来，这样Border类的子类表示的装饰边框类中又有一个display字段，又可以传递进去一个边框或装饰物，反复循环。可以理解为实现了不断增加新的装饰物。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public class SideBorder extends Border {
    
    private char borderChar;

    protected SideBorder(Display display, char ch) {
        super(display);
        this.borderChar = ch;
        // TODO Auto-generated constructor stub
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return 1 + display.getColumns();
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return display.getRows();
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
    }

}

　　SideBorder类可以用指定的字符来装饰字符串的左右两侧。borderChar字段用来保存指定的字符。首先通过调用父类的构造器指定display和ch。然后通过调用被装饰物display的相关方法来实现这一装饰目的。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public class FullBorder extends Border{

    protected FullBorder(Display display) {
        super(display);
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return 1 + display.getColumns() + 1;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return 1 + display.getRows() + 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row ==0) {
            return "[" + makeLine('@', display.getColumns()) + "]";
        } else if (row == display.getRows() + 1) {
            return "[" + makeLine('@', display.getColumns()) + "]"; 
        } else {
            return "|" + display.getRowText(row - 1)  + "|";
        }

    }
    
    private String makeLine(char ch, int count) {
        StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
        for (int i = 0; i < count + 1; i++) {
            stringBuffer.append(ch);
        }
        return stringBuffer.toString();
    }
    
}

　　FullBorder类在字符串的上下左右都加上装饰边框。这里需要理解一下这些方法。getColumns方法获得的列数，也就是字符数为被装饰物的字符数加上两侧边框字符数。getRows方法获得的行数是被装饰物的行数加上上下边框的行数

　　makeLine方法是连续地显示count次指定的字符ch，声明为private是因为防止被FullBorder以外的类使用。getRowText用于生成指定那一行的字符串，例如，row ==0表示下边框，row == display.getRows() + 1表示上边框。

package bigjunoba.bjtu.decorator;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        Display display1 = new StringDisplay("Lianjiang");
        Display display2 = new SideBorder(display1, '*');
        Display display3 = new FullBorder(display2);
        Display display4 = 
                new SideBorder(
                        new FullBorder(
                                new FullBorder(
                                        new SideBorder(
                                                new FullBorder(new StringDisplay("Lianjiang")),'*'
                                                      )
                                                )
                                      ),'!'
                              );
        System.out.println("这是display1的输出：");
        display1.show();
        System.out.println();
        
        System.out.println("这是display2的输出：");
        display2.show();
        System.out.println();
        
        System.out.println("这是display3的输出：");
        display3.show();
        System.out.println();
        
        System.out.println("这是display4的输出：");
        display4.show();
    }
}

　　这是测试类。这里就不做过多解释了。

这是display1的输出：
Lianjiang

这是display2的输出：
*Lianjiang*

这是display3的输出：
[@@@@@@@@@@@]
|*Lianjiang*|
[@@@@@@@@@@@]

这是display4的输出：
![@@@@@@@@@@@@@@@]!
!|[@@@@@@@@@@@@@]|!
!||*[@@@@@@@@@]*||!
!||*|Lianjiang|*||!
!||*[@@@@@@@@@]*||!
!|[@@@@@@@@@@@@@]|!
![@@@@@@@@@@@@@@@]!

 　　测试结果如图所示。结合测试类来分析，1的装饰边框是2，然后得到完全体后2的装饰框是3，最后4是组合装饰，也就是多重边框。

　　下面是Decorator模式的类图。

 

　　Component：增加功能的核心角色。也就是装饰前的蛋糕，只是定义了蛋糕的接口，在示例中，是Display类。

　　ConcreteComponent：实现了Component定义的接口的具体蛋糕。

　　Decorator：具有与Component相同的接口，内部保存了被装饰对象--Component，示例中也就是Border类。

　　ConcreteDecorator：具体的实现类。示例程序中的SideBorder类和FullBorder类。

 

　　这里要扩展的知识是继承和委托。

　　1.继承

　　继承可以让子类和父类具有一致性。举一个例子，父类Parent和子类Child，有这么一个情况就是，Child类的实例可以保存在Parent类型的变量中，也可以调用从Parent类中继承的方法。比如：

 Parent obj = new Child();
 obj.parentMethod();

 　　也就是说，可以像操作Parent类的实例一样操作Child类的实例，这是将子类当做父类的一个例子。

　　反过来，如果想将父类当做子类看待，需要先进行类型转换。

Perent obj = new Child();
((Child)obj).child.Method();

 　　2.委托

　　使用委托让接口具有透明性，自己和委托对象具有一致性。

　　先看一个例子：

abstract class Flower{
    abstract void method();    
}

class Rose extends Flower {
    Violet obj = ...
    void method(){
        obj.method();
    }        
}    

class Violet extends Flower(
    void method(){
     ...
    }
}

　　第一个例子是编写一个共同的抽象类Flower。

interface class Flower{
    abstract void method();    
}

class Rose implements Flower {
    Violet obj = ...
    void method(){
        obj.method();
    }        
}    

class Violet implements Flower(
    void method(){
     ...
    }
}

 　　第二个例子就是编写一个Flower接口。

　　这两个例子主要是说明，Rose和Violet都有相同的method方法，但是Rose将method方法的处理委托给了Vidlet，这样就体现了method方法是共通的。