购物网站建设收费,安徽圣力建设集团网站,西安网站建设加q479185700,深圳网站制作推广装饰模式 Decorator 1) 原理2) 使用场景1、从IO库的设计理解装饰器 1) 原理
装饰器设计模式#xff08;Decorator#xff09;是一种结构型设计模式#xff0c;它允许动态地为对象添加新的行为。它通过创建一个包装器来实现#xff0c;即将对象放入一个装饰器类中#xff… 装饰模式 Decorator 1) 原理2) 使用场景1、从IO库的设计理解装饰器 1) 原理
装饰器设计模式Decorator是一种结构型设计模式它允许动态地为对象添加新的行为。它通过创建一个包装器来实现即将对象放入一个装饰器类中再将装饰器类放入另一个装饰器类中以此类推形成一条包装链。这样我们可以在不改变原有对象的情况下动态地添加新的行为或修改原有行为。
在 Java 中实现装饰器设计模式的步骤如下
1、定义一个接口或抽象类作为被装饰对象的基类。
public interface Component {void operation();
}在这个示例中我们定义了一个名为 Component 的接口它包含一个名为 operation 的抽象方法用于定义被装饰对象的基本行为。
2、定义一个具体的被装饰对象实现基类中的方法。
public class ConcreteComponent implements Component{Overridepublic void operation() {System.out.println(这是未被包装的原始类);}
}在这个示例中我们定义了一个名为 ConcreteComponent 的具体实现类实现了 Component 接口中的 operation 方法。
3、定义一个抽象装饰器类继承基类并将被装饰对象作为属性。
public abstract class Decorator implements Component {// 装饰器设计模式使用组合的形式进行装饰Component component;public Decorator(Component component) {this.component component;}Overridepublic void operation() {component.operation();}
}在这个示例中我们定义了一个名为 Decorator 的抽象类继承了 Component 接口并将被装饰对象作为属性。在 operation 方法中我们调用被装饰对象的同名方法。
4、定义具体的装饰器类继承抽象装饰器类并实现增强逻辑。
public class DecoratorOne extends Decorator{public DecoratorOne(Component component) {super(component);}Overridepublic void operation() {System.out.println(这是前边添加了行为 第一次包装);super.operation();System.out.println(这是后边添加了行为 第一次包装);}
}public class DecoratorTwo extends Decorator{public DecoratorTwo(Component component) {super(component);}Overridepublic void operation() {System.out.println(这是前边添加了行为 第二次包装);super.operation();System.out.println(这是后边添加了行为 第二次包装);}
}在这个示例中我们定义了一个名为 DecoratorOne和 DecoratorTwo 的具体装饰器类继承了 Decorator 抽象类并实现了 operation 方法的增强逻辑。在 operation 方法中我们先调用被装饰对象的同名方法然后添加新的行为。
5、使用装饰器增强被装饰对象。
public class Main {public static void main(String[] args) {// 1. 创建一个原始对象Component component new ConcreteComponent();// 2.进行第一次包装component new DecoratorOne(component);// 3.进行第二次包装component new DecoratorTwo(component);component.operation();}
}这是前边添加了行为 第二次包装
这是前边添加了行为 第一次包装
这是未被包装的原始类
这是后边添加了行为 第一次包装
这是后边添加了行为 第二次包装2) 使用场景
在 Java 中装饰器模式的应用非常广泛特别是在 I/O 操作中。Java 中的 I/O 类库就是使用装饰器模式来实现不同的数据流之间的转换和增强的。
1、从IO库的设计理解装饰器
在初学 Java 的时候曾经对 Java IO 的一些用法产生过很大疑惑比如下面这样一段代码。我们打开文件 test.txt从中读取数据。其中InputStream 是一个抽象类FileInputStream 是专门用来读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个支持带缓存功能的数据读取类可以提高数据读取的效率具体的代码如下
Test
void test() throws Exception {// 1.创建一个IO流InputStream input new FileInputStream(F:/news.txt);// 2.读取byte[] buffer new byte[1024];int len;while ((len input.read(buffer)) ! -1) {System.out.println(new String(buffer, 0, len));}// 3.关闭流input.close();
}初看上面的代码我们会觉得 Java IO 的用法比较麻烦需要先创建一个 FileInputStream 对象然后再传递给 BufferedInputStream 对象来使用。Java IO 为什么不设计一个继承 FileInputStream 并且支持缓存的 BufferedFileInputStream 类呢这样我们就可以像下面的代码中这样直接创建一个 BufferedFileInputStream 类对象打开文件读取数据用起来岂不是更加简单
// 1.创建一个IO流
InputStream input new FileInputStream(F:/news.txt);
input new BufferedInputStream(input);(1) 基于继承的设计方案
如果 InputStream 只有一个子类 FileInputStream 的话那我们在 FileInputStream 基础之上再设计一个孙子类 BufferedFileInputStream也算是可以接受的毕竟继承结构还算简单。但实际上继承 InputStream 的子类有很多。我们需要给每一个 InputStream 的子类再继续派生支持缓存读取的子类。
除了支持缓存读取之外如果我们还需要对功能进行其他方面的增强比如下面的 DataInputStream 类支持按照基本数据类型int、boolean、long 等来读取数据。
FileInputStream in new FileInputStream(/user/wangzheng/test.txt);
DataInputStream din new DataInputStream(in);
int data din.readInt();在这种情况下如果我们继续按照继承的方式来实现的话就需要再继续派生出 DataFileInputStream、DataPipedInputStream 等类。如果我们还需要既支持缓存、又支持按照基本类型读取数据的类那就要再继续派生出 BufferedDataFileInputStream、BufferedDataPipedInputStream 等 n 多类。这还只是附加了两个增强功能如果我们需要附加更多的增强功能那就会导致组合爆炸类继承结构变得无比复杂代码既不好扩展也不好维护。
(2) 基于装饰器模式的设计方案
“组合优于继承”可以“使用组合来替代继承”。针对刚刚的继承结构过于复杂的问题可以通过将继承关系改为组合关系来解决。下面的代码展示了 Java IO 的这种设计思路。
public abstract class InputStream {//...public int read(byte b[]) throws IOException {return read(b, 0, b.length);}public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {//...}public long skip(long n) throws IOException {//...}public int available() throws IOException {return 0;}public void close() throws IOException {}public synchronized void mark(int readlimit) {}public synchronized void reset() throws IOException {throw new IOException(mark/reset not supported);}public boolean markSupported() {return false;}
}
public class BufferedInputStream extends InputStream {protected volatile InputStream in;protected BufferedInputStream(InputStream in) {this.in in;}//...实现基于缓存的读数据接口...
}
public class DataInputStream extends InputStream {protected volatile InputStream in;protected DataInputStream(InputStream in) {this.in in;}//...实现读取基本类型数据的接口
}
**第一个比较特殊的地方是装饰器类和原始类继承同样的父类这样我们可以对原始类“嵌套”多个装饰器类。**比如下面这样一段代码我们对 FileInputStream 嵌套了两个装饰器类BufferedInputStream 和 DataInputStream让它既支持缓存读取又支持按照基本数据类型来读取数据。
InputStream in new FileInputStream(/user/wangzheng/test.txt);
InputStream bin new BufferedInputStream(in);
DataInputStream din new DataInputStream(bin);
int data din.readInt();**第二个比较特殊的地方是装饰器类是对功能的增强这也是装饰器模式应用场景的一个重要特点。实际上符合“组合关系”这种代码结构的设计模式有很多比如之前讲过的代理模式还有现在的装饰器模式。尽管它们的代码结构很相似但是每种设计模式的意图是不同的。**就拿比较相似的代理模式和装饰器模式来说吧代理模式中代理类附加的是跟原始类无关的功能而在装饰器模式中装饰器类附加的是跟原始类相关的增强功能。
// 代理模式的代码结构(下面的接口也可以替换成抽象类)
public interface IA {void f();
}
public class A impelements IA {public void f() { //... }}public class AProxy impements IA {private IA a;public AProxy(IA a) {this.a a;}public void f() {// 新添加的代理逻辑a.f();// 新添加的代理逻辑}
}
// 装饰器模式的代码结构(下面的接口也可以替换成抽象类)
public interface IA {void f();
}
public class A impelements IA {public void f() { //... }}public class ADecorator impements IA {private IA a;public ADecorator(IA a) {this.a a;}public void f() {// 功能增强代码a.f();// 功能增强代码}
}
