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前言
在上面的几篇文章中,着重介绍了Java 中常见的 IO 相关知识,在学习的过程中,发现 IO 包中是用了大量的装饰器模式,为了彻底的学习 IO,今天就来揭开装饰器模式的面纱。
为了弄明白装饰器模式的本质,我查看了很多资料,发现有很多文章要么说的很苦涩,要么举的例子不恰当。
其实我们可以这样理解装饰器模式, 就拿自己举例子,你把自己裸体的样子,想象成被装饰的对象。你的鞋子,你的寸衣,你的外套,你的手表,你的帽子 等等,都是你的装饰物,你和这些装饰物,是装饰和被装饰的关系。
实例展示
好了,现在我们用代码的方法去理解这样概念。
首先,我们发现,不管是裸体的人,还是你的鞋子、帽子,都有展示的功能,我们称之为show 方法。
我们定义一个接口,它具有展示的功能,也就是show() ,
package com.user; /** * 定义接口 * @author T * */ public interface AbstractPerson { //具有展示的功能 void show() ; }
现在应该定义一个裸体的自己了,Me 类
package com.user; /** * 定义一个具体的人,就是被装饰者 * @author T * */ public class Me implements AbstractPerson { @Override public void show() { System.out.println( "什么都没穿,我展示的是裸体"); } }
下面该定义,鞋子,帽子,手表等 装饰物,等等先别急,我们应该先定义一个鞋子,帽子,手表的抽象父类 AbstractClothes 。 其实抽象的父类有一个构造函数,构造函数里面的参数是抽象的人类,这里的用法很巧妙,这也是能够实现装饰功能的一个必不可少的步骤。
package com.user; /** * 定义抽象装饰物 * @author T * */ public abstract class AbstractClothes implements AbstractPerson { AbstractPerson abstractPerson ; public AbstractClothes( AbstractPerson abstractPerson ){ this.abstractPerson = abstractPerson ; } @Override public void show() { abstractPerson.show(); } }
下面开始定义,帽子装饰物 Hat 类, 继承 AbstractClothes 类
package com.user; /** * 帽子装饰物 * @author T * */ public class Hat extends AbstractClothes { public Hat(AbstractPerson abstractPerson) { super(abstractPerson); } @Override public void show() { super.show(); say(); } public void say(){ System.out.println( "我展示一个帽子"); } }
定义鞋子装饰类 Shoes , 继承 AbstractClothes 类
package com.user; /** * 鞋子装饰物 * @author T * */ public class Shoes extends AbstractClothes { public Shoes(AbstractPerson abstractPerson) { super(abstractPerson); } @Override public void show() { super.show(); say(); } public void say(){ System.out.println( "我展示一双鞋子"); } }
创建测试类 Test
package com.user; public class Test { public static void main(String[] args) { //创建被装饰者 Me me = new Me() ; //裸体的人被装饰了帽子 ,具有了展示帽子的能力 Hat hat = new Hat( me ) ; // 带了帽子的人被装饰了鞋子,具有了展示鞋子的本领 Shoes shoes = new Shoes( hat ) ; shoes.show(); } }
运行结果:
什么都没穿,我展示的是裸体
我展示一个帽子
我展示一双鞋子
装饰器模式的类图
在学习完了一个小例子之后,我们试着总结出装饰器模式的类图。
装饰器模式类图:
- Component抽象构件角色:真实对象和装饰对象有相同的接口。这样,客户端对象就能够以与真实对象相同的方式同装饰对象交互。
- ConcreteCompoent具体构建角色(真实对象):定义一个将要接收附加责任的类。
- Decorator装饰角色:持有一个抽象构件的引用。装饰对象接受所有客户端的请求,并把这些请求转发给真实的对象。这样,就能在真实对象调用前后增加新的功能。
- ConcreteDecorate具体装饰角色:负责给构件对象增加新的功能。
装模式在Java I/O库中的应用
IO流实现细节:
- Component抽象构件角色:io流中的InputStream,OutputStream,Reader,Writer
- ConcreteComponent具体构件角色:io流中的FileInputStream,FileOutputStream
- Decorate装饰角色:持有抽象构件的引用,FilterInputStream,FilterOutputStream
- ConcreteDecorate具体装饰角色:负责给构件对象添加新的责任,BufferedInputStream,BufferedOutputStream等
优点
- 扩展对象功能,比继承灵活,不会导致类个数急剧增加。
- 可以对一个对象进行多次装饰,创造出不同行为的组合,得到功能更加强大的对象。
- 具体构件类和具体装饰类可以独立变化,用户可以根据需要自己增加新的 具体构件子类和具体装饰子类。
缺点
- 产生很多小对象。大量小的对象占据内存,一定程度上影响性能。
- 装饰模式易出错,调试排查比较麻烦。
总结
- 装饰模式(Decorate)也叫包装模式(Wrapper)
- 装饰模式降低系统的耦合度,可以动态的增加或删除对象的责任,并使得需要装饰的具体构建类和具体装饰类可以独立变化,以便增加新的具体构建类和具体装饰类。