Java 裝飾器模式詳解

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前言

在上面的幾篇文章中，着重介紹了Java 中常見的 IO 相關知識，在學習的過程中，發現 IO 包中是用了大量的裝飾器模式，為了徹底的學習 IO，今天就來揭開裝飾器模式的面紗。

為了弄明白裝飾器模式的本質，我查看了很多資料，發現有很多文章要么說的很苦澀，要么舉的例子不恰當。

其實我們可以這樣理解裝飾器模式， 就拿自己舉例子，你把自己裸體的樣子，想象成被裝飾的對象。你的鞋子，你的寸衣，你的外套，你的手表，你的帽子 等等，都是你的裝飾物，你和這些裝飾物，是裝飾和被裝飾的關系。

 

實例展示

好了，現在我們用代碼的方法去理解這樣概念。

首先，我們發現，不管是裸體的人，還是你的鞋子、帽子，都有展示的功能，我們稱之為show 方法。

我們定義一個接口，它具有展示的功能，也就是show() , 

package com.user;

/**
 * 定義接口
 * @author T
 *
 */
public interface AbstractPerson {

    //具有展示的功能
    void show() ;
}

 

現在應該定義一個裸體的自己了，Me 類

package com.user;

/**
 * 定義一個具體的人，就是被裝飾者
 * @author T
 *
 */
public class Me implements AbstractPerson {

    @Override
    public void show() {
        System.out.println( "什么都沒穿，我展示的是裸體");
    }

}

 

下面該定義，鞋子，帽子，手表等 裝飾物，等等先別急，我們應該先定義一個鞋子，帽子，手表的抽象父類 AbstractClothes 。 其實抽象的父類有一個構造函數，構造函數里面的參數是抽象的人類，這里的用法很巧妙，這也是能夠實現裝飾功能的一個必不可少的步驟。

package com.user;

/**
 * 定義抽象裝飾物
 * @author T
 *
 */
public abstract class AbstractClothes implements AbstractPerson {

    AbstractPerson abstractPerson ;

    public AbstractClothes( AbstractPerson abstractPerson ){
        this.abstractPerson = abstractPerson ;
    }

    @Override
    public void show() {
        abstractPerson.show();
    }

}

 

下面開始定義，帽子裝飾物  Hat 類， 繼承 AbstractClothes 類

package com.user;

/**
 * 帽子裝飾物
 * @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( "我展示一個帽子");
    }

}

 

定義鞋子裝飾類 Shoes ,   繼承 AbstractClothes 類

package com.user;

/**
 * 鞋子裝飾物
 * @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( "我展示一雙鞋子");
    }
}

 

創建測試類 Test

package com.user;

public class Test {

    public static void main(String[] args) {

        //創建被裝飾者
        Me me = new Me() ;

        //裸體的人被裝飾了帽子 ，具有了展示帽子的能力
        Hat hat = new Hat( me ) ;

        // 帶了帽子的人被裝飾了鞋子，具有了展示鞋子的本領
        Shoes shoes = new Shoes( hat ) ;

        shoes.show();
    }
}

 運行結果：

什么都沒穿，我展示的是裸體
我展示一個帽子
我展示一雙鞋子

裝飾器模式的類圖

在學習完了一個小例子之后，我們試着總結出裝飾器模式的類圖。

裝飾器模式類圖：

 

• Component抽象構件角色：真實對象和裝飾對象有相同的接口。這樣，客戶端對象就能夠以與真實對象相同的方式同裝飾對象交互。
• ConcreteCompoent具體構建角色(真實對象)：定義一個將要接收附加責任的類。
• Decorator裝飾角色：持有一個抽象構件的引用。裝飾對象接受所有客戶端的請求，並把這些請求轉發給真實的對象。這樣，就能在真實對象調用前后增加新的功能。
• ConcreteDecorate具體裝飾角色：負責給構件對象增加新的功能。

 

裝模式在Java I/O庫中的應用

IO流實現細節：

• Component抽象構件角色：io流中的InputStream,OutputStream,Reader,Writer
• ConcreteComponent具體構件角色：io流中的FileInputStream,FileOutputStream
• Decorate裝飾角色：持有抽象構件的引用，FilterInputStream,FilterOutputStream
• ConcreteDecorate具體裝飾角色：負責給構件對象添加新的責任，BufferedInputStream,BufferedOutputStream等

 

優點

•  擴展對象功能，比繼承靈活，不會導致類個數急劇增加。
• 可以對一個對象進行多次裝飾，創造出不同行為的組合，得到功能更加強大的對象。
• 具體構件類和具體裝飾類可以獨立變化，用戶可以根據需要自己增加新的 具體構件子類和具體裝飾子類。

 

缺點

• 產生很多小對象。大量小的對象占據內存，一定程度上影響性能。
• 裝飾模式易出錯，調試排查比較麻煩。

 

總結

• 裝飾模式(Decorate)也叫包裝模式(Wrapper)
• 裝飾模式降低系統的耦合度，可以動態的增加或刪除對象的責任，並使得需要裝飾的具體構建類和具體裝飾類可以獨立變化，以便增加新的具體構建類和具體裝飾類。

 

參考資料：

Java設計模式學習09——裝飾模式

Java與模式：裝飾(Decorator)模式