包裝模式就是這么簡單啦


前言

只有光頭才能變強

回顧前面:

前一篇已經講解了代理模式了,今天要講解的就是裝飾模式啦~

在看到FilterInputStreamFilterOutputStream時看到了之前常聽見的裝飾模式(對IO一定了解的同學可能都會知道那么一句話:在IO用得最多的就是裝飾模式了)!

其實無論是代理模式還是裝飾模式。本質上我認為就是對原有對象增強的方式~

那么接下來就開始吧,如果文章有錯誤的地方請大家多多包涵,不吝在評論區指正哦~

聲明:本文使用JDK1.8

一、對象增強的常用方式

很多時候我們可能對Java提供給我們的對象不滿意,不能滿足我們的功能。此時我們就想對Java原對象進行增強,能夠實現我們想要的功能就好~

一般來說,實現對象增強有三種方式:

1.1繼承

最簡單的方式就是繼承父類,子類擴展來達到目的。雖然簡單,但是這種方式的缺陷非常大

  • 一、如果父類是帶有數據、信息、屬性的話,那么子類無法增強。
  • 二、子類實現了之后需求無法變更,增強的內容是固定的。

1.1.1第一點

第一點就拿以前在學JDBC的時候來說:

  • 當時想要自己寫一個簡易的JDBC連接池,連接池由List<Connection>來管理。顯然我們的對象是Connection,當寫到close()方法的時候卡住了。
  • 因為我們想要的功能是:調用close()是讓我們的Connection返回到“連接池”(集合)中,而不是關閉掉。
  • 此時我們不能使用繼承父類的方式來實現增強。因為Connection對象是由數據庫廠商來實現的,在得到Connection對象的時候綁定了各種信息(數據庫的username、password、具體的數據庫是啥等等)。我們子類繼承Connection是無法得到對應的數據的!就更別說調用close()方法了。

1.1.2第二點

第二點我也舉個例子:

現在我設計一個電話類:


public class Phone {
    // 可以打電話
    public void call() {
        System.out.println("打電話給周圍的人關注公眾號Java3y");
    }
}

此時,我想打電話之前能聽彩鈴,於是我繼承Phone類,實現我想要的功能。


public class MusicPhone extends Phone {
    
    // 聽彩鈴
    public void listenMusic() {
        System.out.println("我懷念的是無話不說,我懷念的是一起做夢~~~~~~");
    }

    @Override
    public void call() {

        // 在打電話之前聽彩鈴
        listenMusic();

        super.call();
    }
}

我們的功能就做好了:

  • 此時,我又突然想實現多一個需求了,我想要聽完電話之后告訴我一下當前的時間是多少。沒事,我們又繼承來增強一下:

// 這里繼承的是MusicPhone類
public class GiveCurrentTimePhone extends MusicPhone {

    // 給出當前的時間
    public void currentTime() {
        System.out.println("當前的時間是:" + System.currentTimeMillis());
    }

    @Override
    public void call() {
        super.call();

        // 打完電話提示現在的時間是多少啦
        currentTime();
    }
}

所以我們還是可以完成任務滴:

可是我需求現在又想變了:

  • 我不想聽彩鈴了,只想聽完電話通知一下時間就好了........(可是我們的通知時間電話類是繼承在聽彩鈴的電話類基礎之上的),,,
  • 我又有可能:我想在聽電話之前報告一下時間,聽完電話聽音樂!...
  • 如果需求變動很大的情況下,而我們又用繼承的方式來實現這樣會導致一種現象:類爆炸(類數量激增)!並且繼承的層次可能會比較多~

所以,我們可以看到子類繼承父類這種方式來擴展是十分局限的,不靈活的~

因此我們就有了裝飾模式

1.2裝飾模式

首先我們來看看裝飾模式是怎么用的吧。

1.2.1前提代碼

電話接口:


// 一個良好的設計是抽取成接口或者抽象類的
public interface Phone {

    // 可以打電話
    void call();
}

具體的實現


public class IphoneX implements Phone {


    @Override
    public void call() {
        System.out.println("打電話給周圍的人關注公眾號Java3y");
    }
}

1.2.2包裝模式實現

上面我們已經擁有了一個接口還有一個默認實現。包裝模式是這樣干的:

首先我們弄一個裝飾器,它實現了接口,以組合的方式接收我們的默認實現類


// 裝飾器,實現接口
public abstract class PhoneDecorate implements Phone {

    // 以組合的方式來獲取默認實現類
    private Phone phone;
    public PhoneDecorate(Phone phone) {
        this.phone = phone;
    }

    @Override
    public void call() {
        phone.call();
    }
}

有了裝飾器以后,我們的擴展都可以以裝飾器為基礎進行擴展,繼承裝飾器來擴展就好了!

我們想要在打電話之前聽音樂


// 繼承着裝飾器來擴展
public class MusicPhone extends PhoneDecorate {

    public MusicPhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 定義想要擴展的功能
    public void listenMusic() {

        System.out.println("繼續跑 帶着赤子的驕傲,生命的閃耀不堅持到底怎能看到,與其苟延殘喘不如縱情燃燒");

    }

    // 重寫打電話的方法
    @Override
    public void call() {

        // 在打電話之前聽音樂
        listenMusic();
        super.call();
    }
}

現在我也想在打完電話后通知當前的時間,於是我們也繼承裝飾類來擴展


// 這里繼承的是MusicPhone裝飾器類
public class GiveCurrentTimePhone extends PhoneDecorate  {


    public GiveCurrentTimePhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 自定義想要實現的功能:給出當前的時間
    public void currentTime() {
        System.out.println("當前的時間是:" + System.currentTimeMillis());
    }

    // 重寫要增強的方法
    @Override
    public void call() {
        super.call();
        // 打完電話后通知一下當前時間
        currentTime();
    }
}

可以完成任務:

目前這樣看起來,比我直接繼承父類要麻煩,而功能效果是一樣的....我們繼續往下看~~

此時,我不想在打電話之前聽到彩鈴了,很簡單:我們不裝飾它就好了!

此時,我想在打電話前報告一下時間,在打完電話之后聽彩鈴。

  • 注意:雖然說要改動類中的代碼,但是這種改動是合理的。因為我定義出的GiveCurrentTimePhone類MusicPhone類本身從語義上就沒有規定擴展功能的執行順序
  • 而繼承不一樣:先繼承Phone->實現MusicPhone->再繼承MusicPhone實現GiveCurrentTimePhone。這是固定的,從繼承的邏輯上已經寫死了具體的代碼,是難以改變的。

所以我們還是可以很簡單地完成功能:

二、裝飾模式講解

可能有的同學在看完上面的代碼之后,還是迷迷糊糊地不知道裝飾模式是怎么實現“裝飾”的。下面我就再來解析一下:

  • 第一步:我們有一個Phone接口,該接口定義了Phone的功能
  • 第二步:我們有一個最簡單的實現類iPhoneX
  • 第三步:寫一個裝飾器抽象類PhoneDecorate,以組合(構造函數傳遞)的方式接收我們最簡單的實現類iPhoneX。其實裝飾器抽象類的作用就是代理(核心的功能還是由最簡單的實現類iPhoneX來做,只不過在擴展的時候可以添加一些沒有的功能而已)。
  • 第四步:想要擴展什么功能,就繼承PhoneDecorate裝飾器抽象類,將想要增強的對象(最簡單的實現類iPhoneX或者已經被增強過的對象)傳進去,完成我們的擴展!

再來看看下面的圖,就懂了!

往往我們的代碼可以省略起來,成了這個樣子(是不是和IO的非常像!)


    // 先增強聽音樂的功能,再增強通知時間的功能
    Phone phone = new GiveCurrentTimePhone(new MusicPhone(new IphoneX()));

結果是一樣的:

2.1裝飾模式的優缺點

優點:

  • 裝飾類和被裝飾類是可以獨立的,低耦合的。互相都不用知道對方的存在
  • 裝飾模式是繼承的一種替代方案,無論包裝多少層,返回的對象都是is-a的關系(上面的例子:包裝完還是Phone類型)。
  • 實現動態擴展,只要繼承了裝飾器就可以動態擴展想要的功能了。

缺點:

  • 多層裝飾是比較復雜的,提高了系統的復雜度。不利於我們調試~

三、總結

最后來補充一下包裝模式和代理模式的類圖:

對象增強的三種方式:

  • 繼承
  • 包裝模式
  • 代理模式

那么只要遇到Java提供給我們的API不夠用,我們增強一下就行了。在寫代碼時,某個類被寫死了,功能不夠用,增強一下就可以了!

理解包裝模式,接下來就開始IO之旅咯~~~

參考資料:

如果文章有錯的地方歡迎指正,大家互相交流。習慣在微信看技術文章,想要獲取更多的Java資源的同學,可以關注微信公眾號:Java3y。為了大家方便,剛新建了一下qq群:742919422,大家也可以去交流交流。謝謝支持了!希望能多介紹給其他有需要的朋友

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