文档章节

装饰器模式与java.io包

小菜鸡1
 小菜鸡1
发布于 2016/08/04 17:21
字数 3467
阅读 67
收藏 1

       Decorator设计模式是典型的结构型模式(在GOF的那本模式的Bible中将模式分为:1.创建型模式;2.结构型模式;3.行为模式三种)。它的主要用意是:动态地为对象添加一些额外的功能。(记住上面两种颜色的词汇,理解装饰器模式的精髓所在!)下面是GOF的《Element of reusable Object-Oriented Software》中对Decorator用意的概述:

Decorator Pattern――Attaches additional responsibilities to an object dynamically . Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality .

何时需要使用装饰器模式

       GOF的那本Bible中关于装饰器模式列举的是一个文本组件与边框的例子(在这里我就不举了,主要是因为我会在书中举一个相似的,但却非常有说服力的例子,它对Swing中的某些本来应该使用Decorator却没有使用的对象的改进。同时会提出内包装、外包装的概念。看到这个例子后大家仔细体会吧!通过例子告诉大家一点:任何设计不是一成不变的、模式的应用是极其灵活的……)。下面我举一个“三明治”的例子!

       很 多人都吃过三明治(我除外!“没吃过猪肉,俺可听过猪叫”),都会知道三明治必不可少的是两块面包片,然后可以在夹层里加上蔬菜、沙拉、咸肉等等,外面可 以涂上奶油之类的。假如现在你要为一个三明治小店构造一个程序,其中要设计各种三明治的对象。可能你已经创建了一个简单的Sandwich对象,现在要产生带蔬菜的就是继承原有的Sandwich添加一个蔬菜的成员变量,看起来很“正点”的做法,以后我还要带咸肉的、带奶油的、带蔬菜的又分为带青菜的、带芹菜的、生菜的……还是一个一个继承是吧!假如我们还需要即带蔬菜又带其它肉类,设置我们还要求这些添加成分的任意组合,那你就慢慢继承吧!

       读过几年书的会下面这个算术,我们有n种成分,在做三明治的时候任意搭配,那么有多少种方案呢?!算算吧!你会有惊人的发现。N种成分,什么都不要是Cn0种方案吧!要1种是Cn1吧!…..n种是Cnn吧!加起来不就是吗?Cn0+Cn1+……+Cnn-1+Cnn还不会啊!牛顿莱布尼兹公式记得吧!(可惜Word的公式编辑器安装不了)总共2n次方案。有可能前面10天写了K个类,老板让你再加一种成分你就得再干10天,下一次再加一种你可得干20天哦!同时你可以发现你的类库急剧地膨胀!(老板可能会说你:XXXK天你加了n个成分,怎么现在这么不上进呢?后K天只加了1个成分啊?!!可能你会拿个比给老板算算,老板那么忙会睬你吗?!有可能你的老板会说:不管怎么样我就要你加,K天你还给我加n个成分!!呵呵,怎么办啊!跳槽啊!跳槽了也没人要你!!人家一看就知道你没学设计模式)。下面我们就使用装饰器模式来设计这个库吧!下图是我们的设计图:

       下面是以上各个类的意义:

1.Ingredient(成分):所有类的父类,包括它们共有的方法,一般为抽象类且方法都有默认的实现,也可以为接口。它有BreadDecorator两个子类。这种实际不存在的,系统需要的抽象类仅仅表示一个概念,图中用红色表示。

2. Bread(面包):就是我们三明治中必须的两片面包。它是系统中最基本的元素,也是被装饰的元素,和IO中的媒质流(原始流)一个意义。在装饰器模式中属于一类角色,所以其颜色为紫色。

3. Decorator(装饰器):所有其它成分的父类,这些成分可以是猪肉、羊肉、青菜、芹菜。这也是一个实际不存在的类,仅仅表示一个概念,即具有装饰功能的所有对象的父类。图中用蓝色表示。

4.Pork(猪肉):具体的一个成分,不过它作为装饰成分和面包搭配。

5. Mutton(羊肉):同上。

6. Celery(芹菜):同上。

7. Greengrocery(青菜):同上。

总结一下装饰器模式中的四种角色:1.被装饰对象(Bread);2.装饰对象(四种);3.装饰器(Decorator);4.公共接口或抽象类(Ingredient)。其中12是系统或者实际存在的,34是实现装饰功能需要的抽象类。

       写段代码体会其威力吧!(程序很简单,但是实现的方法中可以假如如何你需要的方法,意境慢慢体会吧!)

//Ingredient.java
public abstract class Ingredient {

    public abstract String getDescription();

    public abstract double getCost();

    public void printDescription(){
        System.out.println(" Name      "+ this.getDescription());
        System.out.println(" Price RMB "+ this.getCost());
    }
}

       所有成分的父类,抽象类有一个描述自己的方法和一个得到价格的方法,以及一个打印自身描述和价格的方法(该方法与上面两个方法构成模板方法哦!)

//Bread.java
public class Bread extends Ingredient {

    private String description ;

    public Bread(String desc) {
        this.description=desc ;
    }

    public String getDescription() {
        return description ;
    }

    public double getCost() {
        return 2.48 ;
    }
}

       面包类,因为它是一个具体的成分,因此实现父类的所有的抽象方法。描述可以通过构造器传入,也可以通过set方法传入。同样价格也是一样的,我就很简单地返回了。

//Decorator.java
public abstract class Decorator extends Ingredient {

    Ingredient ingredient ;

    public Decorator(Ingredient igd) {
        this.ingredient = igd;
    }

    public abstract String getDescription();

    public abstract double getCost();
    
}

       装饰器对象,所有具体装饰器对象父类。它最经典的特征就是:1.必须有一个它自己的父类自己的成员变量;2.必须继承公共父类。这是因为装饰器也是一种成分,只不过是那些具体具有装饰功能的成分的公共抽象罢了。在我们的例子中就是有一个Ingredient作为其成员变量。Decorator继承了Ingredient类。

//Pork.java
public class Pork extends Decorator {

    public Pork(Ingredient igd) {
        super(igd);
    }

    public String getDescription() {
        String base = ingredient.getDescription();
        return base +"\n"+"Decrocated with Pork !";
    }

    public double getCost() {
        double basePrice = ingredient.getCost();
        double porkPrice = 1.8;
        return basePrice + porkPrice ;
    }
}

       具体的猪肉成分,同时也是一个具体的装饰器,因此它继承了Decorator类。猪肉装饰器装饰可以所有的其他对象,因此通过构造器传入一个Ingredient的实例,程序中调用了父类的构造方法,主要父类实现了这样的逻辑关系。同样因为方法是具体的成分,所以getDescription得到了实现,不过由于它是具有装饰功能的成分,因此它的描述包含了被装饰成分的描述和自身的描述。价格也是一样的。价格放回的格式被装饰成分与猪肉成分的种价格哦!

       从上面两个方法中我们可以看出,猪肉装饰器的功能得到了增强,它不仅仅有自己的描述和价格,还包含被装饰成分的描述和价格。主要是因为被装饰成分是它的成员变量,因此可以任意调用它们的方法,同时可以增加自己的额外的共同,这样就增强了原来成分的功能。     

//Mutton.java
public class Mutton extends Decorator {
    public Mutton(Ingredient igd) {
        super(igd);
    }

    public String getDescription() {
        String base = ingredient.getDescription();
        return base +"\n"+"Decrocated with Mutton !";
    }

    public double getCost() {
        double basePrice = ingredient.getCost();
        double muttonPrice = 2.3;
        return basePrice + muttonPrice ;
    }
}

       羊肉的包装器。

//Celery.java
public class Celery extends Decorator {

    public Celery(Ingredient igd) {
        super(igd);
    }

    public String getDescription() {
        String base = ingredient.getDescription();
        return base +"\n"+"Decrocated with Celery !";
    }

    public double getCost() {
        double basePrice = ingredient.getCost();
        double celeryPrice =0.6;
        return basePrice + celeryPrice ;
    }
}

       芹菜的包装器。

//GreenGrocery.java
public class GreenGrocery extends Decorator {
    
    public GreenGrocery (Ingredient igd) {
        super(igd);
    }

    public String getDescription() {
        String base = ingredient.getDescription();
        return base +"\n"+"Decrocated with GreenGrocery !";
    }

    public double getCost() {
        double basePrice = ingredient.getCost();
        double greenGroceryPrice = 0.4;
        return basePrice + greenGroceryPrice;
    }
}

       青菜的包装器。     

       下面我们就领略装饰器模式的神奇了!我们有一个测试类,其中建立夹羊肉的三明治、全蔬菜的三明治、全荤的三明治。(感觉感觉吧!很香的哦!)

public class DecoratorTest {

    public static void main(String[] args) {
        Ingredient compound = new Mutton(new Celery(new Bread("Master24's Bread")));
        compound.printDescription();

        compound = new Celery(new GreenGrocery(new Bread("Bread with milk")));
        compound.printDescription();

        compound = new Mutton(new Pork(new Bread("Bread with cheese")));
        compound.printDescription();
    }
}

       以上就是一个简单的装饰器类!假如你对想中国式的吃法,可以将加入馒头、春卷皮、蛋皮……夹菜可以为肉丝……突然想到了京酱肉丝。     

装饰器模式的结构

       在谈及软件中的结构,一般会用UML图表示(UMLANTJUnit等都是软件设计中基本的工具,会了没有啊!)。下面是一个我们经常看到的关于Decorator模式的结构图。

1.Component就是装饰器模式中公共方法的类,在装饰器模式结构图的顶层。

2.ConcreateComponent是转换器模式中具体的被装饰的类,IO包中的媒体流就是此种对象。

3.Decorator装饰器模式中的核心对象,所有具体装饰器对象的父类,完成装饰器的部分职能。在上面的例子中Decorator类和这里的对应。该类可以只做一些简单的包裹被装饰的对象,也可以还包含对Component中方法的实现……他有一个鲜明的特点:继承至Component,同时包含一个Component作为其成员变量。装饰器模式动机中的动态地增加功能是在这里实现的。

4.ConcreteDecoratorAConcreteDecoratorB是两个具体的装饰器对象,他们完成具体的装饰功能。装饰功能的实现是通过调用被装饰对象对应的方法,加上装饰对象自身的方法。这是装饰器模式动机中的添加额外功能的关键。

从上面图中你可能还会发现:ConcreteDecoratorAConcreteDecoratorB的方法不一样,这就是一般设计模式中谈及装饰器模式的“透明装饰器”和“不透明装饰器”。“透明装饰器”就是整个Decorator的结构中所有的类都保持同样的“接口”(这里是共同方法的意思),这是一种极其理想的状况,就像餐饮的例子一样。现实中绝大多数装饰器都是“不透明装饰器”,他们的“接口”在某些子类中得到增强,主要看这个类与顶层的抽象类或者接口是否有同样的公共方法。IO中的ByteArrayInputStream就比Inputstrem抽象类多一些方法,因此IO中的装饰器是一个“不通明装饰器”。下面是IO中输入字节流部分的装饰器的结构图。

1. InputStream是装饰器的顶层类,一个抽象类!包括一些共有的方法,如:1.读方法――read3个);2.关闭流的方法――close3.mark相关的方法――markresetmarkSupport4.跳跃方法――skip5.查询是否还有元素方法――available。图中红色的表示。

2.FileInputStreamPipedInputStream…五个紫色的,是具体的被装饰对象。从他们的“接口”中可以看出他们一般都有额外的方法。

3. FilterInputStream是装饰器中的核心,Decorator对象,图中蓝色的部分。

4. DataInputStreamBufferedInputStream…四个是具体的装饰器,他们保持了和InputStream同样的接口。

5.  ObjectInputStreamIO字节输入流中特殊的装饰器,他不是FilterInputStream的子类(不知道Sun处于何种意图不作为FileterInputStream的子类,其中流中也有不少的例子)。他和其他FilterInputStream的子类功能相似都可以装饰其他对象。 

IO包中不仅输入字节流是采用装饰器模式、输出字节流、输入字符流和输出字符流都是采用装饰器模式。关于IO中装饰器模式的实现可以通过下面的源代码分析从而了解细节。

3 装饰器模式与适配器模式的比较

     共同点:都拥有一个目标对象。装饰器通过包装一个装饰对象来扩展其功能,而又不改变其接口,这实际上是基于对象的适配器模式的一种变种。
     不同点:适配器模式需要实现另外一个接口,而装饰器模式必须实现该对象的接口。适配器模式主要是为了接口的转换,而装饰者模式关注的是通过组合来动态的为被装饰者注入新的功能或行为(即所谓的责任)。 

本文转载自:

共有 人打赏支持
上一篇: 适配器模式
小菜鸡1
粉丝 10
博文 59
码字总数 16851
作品 0
深圳
程序员
私信 提问
Ubuntu中vi卸载与安装/使用模式

Ubuntu中安装的vi是vim-common版本,与centos系统中vi使用方式不同,编辑使用不惯, 遂卸载重装,卸载命令:sudo apt-get remove vim-common 卸载完毕后重新安装;输入命令:sudo apt-get in...

唐十三郎
2018/11/27
0
0
设计模式-工厂模式/委派模式/代理模式/单例模式

1.工厂模式:spring中运用的都是工厂模式,不参与业务的枚举就是工厂模式,所有人均可以调用,工厂模式就是在底层框架中写好. 例如:new 了一个Map 那这个Map创造的过程其实是底层工厂模式代码创造...

森火
2018/09/11
0
0
【设计模式笔记】(十六)- 代理模式

一、简述 代理模式(Proxy Pattern),为其他对象提供一个代理,并由代理对象控制原有对象的引用;也称为委托模式。 其实代理模式无论是在日常开发还是设计模式中,基本随处可见,中介者模式中...

MrTrying
2018/06/24
0
0
设计模式已经陨落了?

你现在是坐在一个程序员旁边吗?如果是的话,那么在你读下面的段落之前,有一个简单的实验。让他们到一边去,问问他们两个问题并记录下答案。首先问他们“什么是设计模式?”然后再问“说出你...

oschina
2014/03/11
9.1K
69
《PHP设计模式大全》系列分享专栏

《PHP设计模式大全》已整理成PDF文档,点击可直接下载至本地查阅 https://www.webfalse.com/read/201739.html 文章 php设计模式介绍之编程惯用法第1/3页 php设计模式介绍之值对象模式第1/5页...

kaixin_code
2018/11/06
0
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

Confluence 6 升级中的一些常见问题

升级的时候遇到了问题了吗? 如果你想尝试重新进行升级的话,你需要首先重新恢复老的备份。不要尝试再次对 Confluence 进行升级或者在升级失败后重新启动老的 Confluence。 在升级过程中的一...

honeymoose
今天
2
0
C++随笔(四)Nuget打包

首先把自己编译好的包全部准备到一个文件夹 像这样 接下来新建一个文本文档,后缀名叫.nuspec 填写内容 <?xml version="1.0"?><package xmlns="http://schemas.microsoft.com/packaging/201......

Pulsar-V
今天
2
0
再谈使用开源软件搭建数据分析平台

三年前,我写了这篇博客使用开源软件快速搭建数据分析平台, 当时收到了许多的反馈,有50个点赞和300+的收藏。到现在我还能收到一些关于dataplay2的问题。在过去的三年,开源社区和新技术的发...

naughty
今天
3
0
Python3的日期和时间

python 中处理日期时间数据通常使用datetime和time库 因为这两个库中的一些功能有些重复,所以,首先我们来比较一下这两个库的区别,这可以帮助我们在适当的情况下时候合适的库。 在Python文...

编程老陆
今天
2
0
分布式面试整理

并发和并行 并行是两个任务同时进行,而并发呢,则是一会做一个任务一会又切换做另一个任务。 临界区 临界区用来表示一种公共资源或者说是共享数据,可以被多个线程使用,但是每一次,只能有...

群星纪元
今天
3
0

没有更多内容

加载失败,请刷新页面

加载更多

返回顶部
顶部