设计模式大类--结构模式(下)
五、Decorate(装饰者)
描述：动态的给一个对象添加额外的职责，比继承达到更好的灵活性
好处：某些功能需要用户动态决定加入方式和时机，装饰者提供即插即用的模型
例子：
举Adapter中的打桩示例,在Adapter中有两种类:方形桩 圆形桩,Adapter模式展示如何综合使用这两个类,在Decorator模式中,我们是要在打桩时增加一些额外功能,比如,挖坑 在桩上钉木板等,不关心如何使用两个不相关的类
我们先建立一个接口:
public interface Work
{
public void insert();
}
接口Work有一个具体实现:插入方形桩或圆形桩,这两个区别对Decorator是无所谓.我们以插入方形桩为例:
public class SquarePeg implements Work{
public void insert(){
System.out.println("方形桩插入");
}
}
现在有一个应用:需要在桩打入前,挖坑,在打入后,在桩上钉木板,这些额外的功能是动态,可能随意增加调整修改,比如,可能又需要在打桩之后钉架子(只是比喻).
那么我们使用Decorator模式,这里方形桩SquarePeg是decoratee(被装饰者),我们需要在decoratee上加些"装饰",这些装饰就是那些额外的功能.
public class Decorator implements Work{
private Work work;
//额外增加的功能被打包在这个List中
private ArrayList others = new ArrayList();
//在构造器中使用组合new方式,引入Work对象;
public Decorator(Work work)
{
this.work=work;
others.add("挖坑");
others.add("钉木板");
}
public void insert(){
newMethod();
}
//在新方法中,我们在insert之前增加其他方法,这里次序先后是用户灵活指定的
public void newMethod()
{
otherMethod();
work.insert();
}
public void otherMethod()
{
ListIterator listIterator = others.listIterator();
while (listIterator.hasNext())
{
System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在进行");
}
}
}
在上例中,我们把挖坑和钉木板都排在了打桩insert前面,这里只是举例说明额外功能次序可以任意安排.
好了,Decorator模式出来了,我们看如何调用:
Work squarePeg = new SquarePeg();
Work decorator = new Decorator(squarePeg);
decorator.insert();
Decorator模式至此完成.
如果你细心,会发现,上面调用类似我们读取文件时的调用:
FileReader fr = new FileReader(filename);
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);
实际上Java 的I/O API就是使用Decorator实现的,I/O变种很多,如果都采取继承方法,将会产生很多子类,显然相当繁琐.
六、Bridege(桥接)
描述：将抽象和行为划分开，各自独立，但能动态结合
好处：多个concrete class之间有概念上重叠.那么需要我们把抽象共同部分和行为共同部分各自独立开来,原来是准备放在一个接口里,现在需要设计两个接口,分别放置抽象和行为
例如,一杯咖啡为例,有中杯和大杯之分,同时还有加奶 不加奶之分. 如果用单纯的继承,这四个具体实现(中杯 大杯 加奶 不加奶)之间有概念重叠,因为有中杯加奶,也有中杯不加奶, 如果再在中杯这一层再实现两个继承,很显然混乱,扩展性极差.那我们使用Bridge模式来实现它.
如何实现?
以上面提到的咖啡 为例. 我们原来打算只设计一个接口(抽象类),使用Bridge模式后,我们需要将抽象和行为分开,加奶和不加奶属于行为,我们将它们抽象成一个专门的行为接口.
先看看抽象部分的接口代码:
public abstract class Coffee
{
CoffeeImp coffeeImp;
public void setCoffeeImp() {
this.CoffeeImp = CoffeeImpSingleton.getTheCoffeImp();
}
public CoffeeImp getCoffeeImp() {return this.CoffeeImp;}
public abstract void pourCoffee();
}
其中CoffeeImp 是加不加奶的行为接口,看其代码如下:
public abstract class CoffeeImp
{
public abstract void pourCoffeeImp();
}
现在我们有了两个抽象类,下面我们分别对其进行继承,实现concrete class:
//中杯
public class MediumCoffee extends Coffee
{
public MediumCoffee() {setCoffeeImp();}
public void pourCoffee()
{
CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
//我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复2次是中杯
for (int i = 0; i < 2; i++)
{
coffeeImp.pourCoffeeImp();
}
}
}
//大杯
public class SuperSizeCoffee extends Coffee
{
public SuperSizeCoffee() {setCoffeeImp();}
public void pourCoffee()
{
CoffeeImp coffeeImp = this.getCoffeeImp();
//我们以重复次数来说明是冲中杯还是大杯 ,重复5次是大杯
for (int i = 0; i < 5; i++)
{
coffeeImp.pourCoffeeImp();
}
}
}
上面分别是中杯和大杯的具体实现.下面再对行为CoffeeImp进行继承:
//加奶
public class MilkCoffeeImp extends CoffeeImp
{
MilkCoffeeImp() {}
public void pourCoffeeImp()
{
System.out.println("加了美味的牛奶");
}
}
//不加奶
public class FragrantCoffeeImp extends CoffeeImp
{
FragrantCoffeeImp() {}
public void pourCoffeeImp()
{
System.out.println("什么也没加,清香");
}
}
Bridge模式的基本框架我们已经搭好了,别忘记定义中还有一句:动态结合,我们现在可以喝到至少四种咖啡:
1.中杯加奶
2.中杯不加奶
3.大杯加奶
4.大杯不加奶
看看是如何动态结合的,在使用之前,我们做个准备工作,设计一个单态类(Singleton)用来hold当前的CoffeeImp:
public class CoffeeImpSingleton
{
private static CoffeeImp coffeeImp;
public CoffeeImpSingleton(CoffeeImp coffeeImpIn)
{this.coffeeImp = coffeeImpIn;}
public static CoffeeImp getTheCoffeeImp()
{
return coffeeImp;
}
}
看看中杯加奶 和大杯加奶 是怎么出来的:
//拿出牛奶
CoffeeImpSingleton coffeeImpSingleton = new CoffeeImpSingleton(new MilkCoffeeImp());
//中杯加奶
MediumCoffee mediumCoffee = new MediumCoffee();
mediumCoffee.pourCoffee();
//大杯加奶
SuperSizeCoffee superSizeCoffee = new SuperSizeCoffee();
superSizeCoffee.pourCoffee();
七、Flyweight(享元)
描述：运用共享技术有效的支持大量细粒度的对象
好处：避免大量拥有相同内容的小类的开销(如耗费内存),使大家共享一个类(元类).
当大量从数据源中读取字符串,其中肯定有重复的,那么我们使用Flyweight模式可以提高效率,以唱片CD为例,在一个XML文件中,存放了多个CD的资料.
每个CD有三个字段:
1.出片日期(year)
2.歌唱者姓名等信息(artist)
3.唱片曲目 (title)
其中,歌唱者姓名有可能重复,也就是说,可能有同一个演唱者的多个不同时期 不同曲目的CD.我们将"歌唱者姓名"作为可共享的ConcreteFlyweight.其他两个字段作为UnsharedConcreteFlyweight.
首先看看数据源XML文件的内容:
<?xml version="1.0"?>
<collection>
<cd>
<title>Another Green World</title>
<year>1978</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd>
<cd>
<title>Greatest Hits</title>
<year>1950</year>
<artist>Holiday, Billie</artist>
</cd>
<cd>
<title>Taking Tiger Mountain (by strategy)</title>
<year>1977</year>
<artist>Eno, Brian</artist>
</cd>
.......
</collection>
虽然上面举例CD只有3张,CD可看成是大量重复的小类,因为其中成分只有三个字段,而且有重复的(歌唱者姓名).
CD就是类似上面接口 Flyweight:
public class CD {
private String title;
private int year;
private Artist artist;
public String getTitle() { return title; }
public int getYear() { return year; }
public Artist getArtist() { return artist; }
public void setTitle(String t){ title = t;}
public void setYear(int y){year = y;}
public void setArtist(Artist a){artist = a;}
}
将"歌唱者姓名"作为可共享的ConcreteFlyweight:
public class Artist {
//内部状态
private String name;
// note that Artist is immutable.
String getName(){return name;}
Artist(String n){
name = n;
}
}
再看看Flyweight factory,专门用来制造上面的可共享的ConcreteFlyweight:Artist
public class ArtistFactory {
Hashtable pool = new Hashtable();
Artist getArtist(String key){
Artist result;
result = (Artist)pool.get(key);
////产生新的Artist
if(result == null) {
result = new Artist(key);
pool.put(key,result);
}
return result;
}
}
当你有几千张甚至更多CD时,Flyweight模式将节省更多空间,共享的flyweight越多,空间节省也就越大
