装饰者模式
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一、角色。
1、基类Component:可以是接口和抽象类。
2、被装饰者类ConcreteComponent:基类Component的实现者。
3、抽象装饰者类AbstractDecorator:基类Component的实现者,同时持有被装饰者类实例,即被装饰者类委派给装饰者类,是关联委派关系。
4、具体装饰者类ConcreteDecorator:该类可以有很多个,比如A,B,C。该类持有基类实例引用,因此该类可以装饰被装饰者类和同级装饰者类。
5、使用类。
二、特点。
以上就是装饰者模式的一个小栗子,讲述了装饰者的基本用法。通过上述的例子,我们可以总结一下装饰者模式的特点。
(1)装饰者和被装饰者有相同的接口(或有相同的父类)。
(2)装饰者保存了一个被装饰者或者同级装饰者类的引用。
(3)装饰者接受所有客户端的请求,并且这些请求最终都会返回给被装饰者。
(4)在运行时动态地为对象添加属性,不必改变对象的结构。
使用装饰者模式的最大好处就是其拓展性十分良好,通过使用不同的装饰类来使得对象具有多种多样的属性,灵活性比直接继承好。然而它也有缺点,那就是会出现很多小类,即装饰类,使程序变得复杂。
天我们再来学习一个新的设计模式那就是装饰者模式,在这个设计模式中我们会学到一个新的技能,那就是用非继承的方式来扩展类的功能。
1:什么是装饰者模式
定义:动态的为对象添加额外的职责/功能
应用场景:大家都去理发店剪过头发,理发店的收费标准一般都是,单剪15,加洗吹+10,加头皮按摩 + 10, 加护理洗发水再加钱,比如:A 洗发水+15, B洗发水+20, C洗发水+25。最后算钱时,依据你的附加服务来计算消费金额
场景分析:在这个场景中,一个单剪头发的客户就是一个基础的消费对象,而进入理发中每一个增值服务都是一个装饰器,作用就是给每个基础客户动态的添加额外的消费服务。在这个场景中单剪的客户就是一个基础的被装饰者,而按摩,洗发水,洗吹都是用来装饰基础消费者的具体装饰器
类图:通过上面的场景分析,绘制一下装饰者模式的类图:
![](http://upload-images.jianshu.io/upload_images/12244945-f4a858e9fb88bbc9.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/700)
2:如何实现装饰者模式
看了上面的文字和类图,心里对装饰者模式还是有一写模糊,下面还是老规矩,直接上代码,来实现一个简单 装饰者模式,让我们深入的体会一下。
就使用上面理发的类子,单剪15,加洗吹+10,加头皮按摩 + 10, 加护理洗发水再加钱,比如:A 洗发水+15, B洗发水+20, 全部结束之后,计算需要给理发店的钱。
1:我们先来创建一个,装饰器和被装饰者的接口,component
2:我们再建立一个,基础被装饰对象,(只剪发的类)
3:因为我们需要很多的具体装饰器(按摩,洗吹,各种洗发水),为了以后新增其他装饰器后,使代码好维护,再创建一个装饰器的抽象类
4:创建完上面的基础结构,下面我就来创建具体的装饰器了,先创建第一个,”洗吹“的装饰器
5:创建 "按摩"的装饰器
6:创建装饰器 洗发水 A
7:创建装饰器,洗发水 B
8:下面我们就来创建一个测试类,测试4个case,(1:单剪, 2:洗剪吹,3:洗剪吹 + 高级洗发水A,4:洗剪吹 + 按摩)
9:最后一步,来观察我们的测试结果,如下图:
3:理解装饰者模式------JAVA IO
通过上面的实现,我们对装饰者模式已经有了一个认识了把,下面我们就简单的做一个总结:
1: 每一个基础被装饰对象(ConcreteComponent)都是一个有实际意义的被装饰者,他既可以单独使用,也可以被各种装饰器包装起来使用。
2:每一个装饰器(ConcreteDecorate)都需要维护一个被装饰对象的引用,用来记录所要装饰的事物
3:装饰器和被装饰者,要有共同的超类(Component),因为这样我才可以同继承来达到类型的匹配,而具体的“行为”我们不需要通过继承来获得,而是同我们的抽象类(Decorate )
在我们的JDK中,JAVA IO就是使用的装饰者模式,不知到大家在学习java io时有没有一点烦躁当看到一大堆复杂的类结构今天我们就简单梳理一下这个java io的类组织。
上面的这张图就是我们JAVA IO中的所有类,下面我们就来分析一下这些的关系
1:Reader, Writer, InputStream, OutputStream, 这四个抽象类就等价于我们上面的抽象组件(Component)
2:我们以InputStream 为例,FileInputStream, ObjectInputStream, PipedInputStream, StringBufferInputStream, ByteArrayInputStream都是具体被装饰者(ConcreteComponent),
3:FilterInputStream 等价于我们的抽象装饰者(AbstractDecorate), 他的子类,BufferedInputStream, DataInputSteam, PushbakInputStream就是具体装饰者(ConcreteDecorate)
OutputStream,Reader,Writer的类结构都和InputStream一样,就不再罗嗦了,下面我门就通过Code来 ,体验一下,InputStream的装饰者模式。
1:创建testFileInputStream函数,单独使用具体组件FileInputStream
2:创建testByteArrayInputStream函数,单独使用具体组件ByteArrayInputStream
3:创建testBufferInputStream函数,用装饰器BufferedInputStream来包装具体组件FileInputStream
4:创建testDataInputStream函数,用装饰器DataInputStream来包装具体组件FileInputStream
5:测试我们的四个函数
6:测试结果如下图
注:如果要使用DataInputStream来读取文件,那这个文件要求得是DataOutStream写进去的。
经过上面的几个函数测试,我们可以发现java io中的inputStream的设计方式就是一个装饰者模式,同样的,OutputStream, Reader, Writer的设计方式都是使用的装饰者模式,在使用的时候,我们只需要认识到,Filter下面的子类都是用来装饰InputStream的可以了,在java io中可以认为,只有二个类,一个被装饰者,一个是装饰者。
4:装饰者模式的优缺点
优点:
1):可以动态的扩展对象的行为而不使用继承,这样避免了子类无限扩张的缺陷,
2):各个装饰器和被装饰者都是完全独立的类,我们可以任意的改变和组合从而生成新的类
缺点:
1):在组装一个新的类时,可能会过多的使用多态的调用,对性能有一定影响,
2):在组装一个新的类时,当大量的使用装饰器时,会产生很多中间对象