Java：一夜一发设计模式（一）------装饰者模式

一,什么时候使用装饰者模式?

比如有一家店卖饮品,饮品就有不少种,每一种还可以加项,比如给可乐加冰,加糖,兑水什么的,每次加项的价格还不同,就会将代码弄的很繁琐,这种情况下就可以使用装饰者模式来实现.

二,什么是装饰者模式?

上述的例子中,可以以饮品为主体,用不用的各种需求来装饰它,比如有一个可乐对象,那我用一个加冰对象装饰一下,再用加糖对象装饰一下,最后能得到一个加冰加糖可乐,这时候就将原可乐对象扩展,得到了加冰和加糖两种装饰.

装饰者模式: 动态地将责任附加到对象上,对扩展功能来说,装饰者比继承更有弹性更灵活(因为子类继承父类扩展功能的前提,是已知要扩展的功能是什么样的,而这是在编译时就要确定的,但是装饰者模式可以实现动态(在运行时)去扩展功能).

三,装饰者模式结构

Decorator:是装饰者的父类,每个装饰者都需要继承这个抽象类(或实现这个接口).

ConcreteDecoratorA/B:具体的装饰者,就对应上述例子中的加冰,加糖等.

ConcreteComponent:具体的对象,就是上述例子中的可乐.

Component:装饰者模式中最顶级的父类,装饰者与被装饰者都是它的子类或实现类才行.

四,代码走起

代码目录结构:

建立最顶级的父类

饮品类:所有的被装饰的类都需要继承它.

package componet;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
* 装饰者模式中最顶级的父类
*/
public abstract class 饮品 {
String name;

/**
* 每个饮品的价格不同,所以讲price方法抽象化<br/>
* 让每个实现"饮品"类的子类自己决定是多少钱
* */
public abstract int price();

/***
* 得到饮品的名字
* @return 名字
*/
public String getName(){
return name;
}
}

被装饰的可乐Component类

package componet;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
*/
public class 可乐Component extends 饮品 {

public 可乐Component() {
//设置name为可乐
//这个name属性是从饮品类中继承来的
name = "可乐";
}

/***
* 实现父类的抽象方法
* @return 可乐的价格
*/
@Override
public int price() {
//可乐30块一瓶~
return 30;
}
}

被装饰的啤酒Component类

package componet;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
*/
public class 啤酒Component  extends 饮品{
public 啤酒Component() {
//设置name为啤酒
//这个name属性是从饮品类中继承来的
name = "啤酒";
}

/***
* 实现父类的抽象方法
* @return 啤酒的价格
*/
@Override
public int price() {
//啤酒3块一瓶~
return 3;
}
}

Decorator类,所有装饰类的父类

package decorator;

import componet.饮品;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
* 装饰者模式中,所有装饰者的父类
*/
public abstract class Decorator extends 饮品 {

/***
* 声明一个饮品引用,准备接受一个饮品对象<br/>
*/
protected 饮品 yp;

public Decorator(饮品 yp) {
this.yp = yp;
}

}

装饰类:加醋Decorator类

package decorator;

import componet.饮品;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
*/
public class 加醋Decorator extends Decorator {

public 加醋Decorator(饮品 yp) {
super(yp);
}

public void addVinegar(){
System.out.println("还要加醋,加完了");
}

/***
* 那么加醋后的价格应该是多少呢?<br/>
* 应该是加粗的价格加饮品的价格
* @return 加醋五块
*/
@Override
public int price() {
return 5 + yp.price();
}

/***
* 再复写一个名字的方法<br/>
* 现在已经不是单纯的饮品了
* @return
*/
@Override
public String getName() {
//在这里加个醋
addVinegar();
return "加醋的" + yp.getName();
}
}

装饰类:兑水Decorator类

package decorator;

import componet.饮品;

/**
* Created by zyf on 2017/3/30.
*/
public class 兑水Decorator extends Decorator {

public 兑水Decorator(饮品 yp) {
super(yp);
}

public void 兑水(){
System.out.println("饮料兑水....尴尬不老铁...");
}

/***
* 那么兑水后的价格应该是多少呢?<br/>
* 应该是兑水的价格加饮品的价格
* @return 兑水2块
*/
@Override
public int price() {
return 2 + yp.price();
}

/***
* 再复写一个名字的方法<br/>
* 现在已经不是单纯的饮品了
* @return
*/
@Override
public String getName() {
兑水();
return "兑水了的" + yp.getName();
}
}

五,测试类

public static void main(String[] args) {
//可以看到,我们操作的引用一直是这个yp
//但是这个引用指向的对象已经换了好几次了
//这就是为什么装饰类也要是饮品类的子类,因为只有这样,装饰类与被装饰类才能被当做同一个类型使用(通过接口或继承实现)
饮品 yp = new 可乐Component();
yp = new 兑水Decorator(yp);
yp = new 加醋Decorator(yp);
//  上面与下面这一行是一样的,是不是和IO流很像?
//  yp = new 加醋Decorator(new 兑水Decorator(new 可乐Component()));

System.out.println("饮品名:" + yp.getName() + "---价格:" + yp.price());
}

六,自定义IO流演示

Java中IO流就是装饰者模式的典型案例



那么我们可以自己写一个装饰类演示一下,完成一个将读取到的英文字符全切换成大写的转换流.

package main;

import java.io.FilterInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
* Created by zyf on 2017/3/29.
*/
public class ToUpperCaseInputStream extends FilterInputStream {

InputStream inputStream;

/**
* Creates a <code>FilterInputStream</code>
* by assigning the  argument <code>in</code>
* to the field <code>this.in</code> so as
* to remember it for later use.
*
* @param in the underlying input stream, or <code>null</code> if
*           this instance is to be created without an underlying stream.
*/
protected ToUpperCaseInputStream(InputStream in) {
super(in);
this.inputStream = in;
}

/**
* 读取单个字节
* @return
* @throws IOException
*/
@Override
public int read() throws IOException {
//获取父类读取的结果
int result = super.read();
//如果读取到字符a,就抛出异常
if(result == 'a'){
throw new ToUpperException();
}
//如果等于-1,说明无内容
//否则,将字节转成char,再将char转换成大写的后返回
//返回值类型是int类型,这里返回一个字符会被自动转型
return (result == -1 ? result : Character.toUpperCase(Character.toChars(result)[0]));
}

/**
* 这个方法是给定b字节数组,从off,读取len长度的字节<br/>
* 所以下面的for循环i的初始值设置为off,也就是从off开始变化大写
* @param b
* @param off
* @param len
* @return
* @throws IOException
*/
@Override
public int read(byte[] b, int off, int len) throws IOException {
int result = super.read(b,off,len);
for (int i = off; i < off + result; i++) {
//将字节转成大写字符后再转成字节
b[i] = (byte) Character.toUpperCase((char)b[i]);
}
return result;
}

/***
* 这里是一个内部类,自定义异常
*/
class ToUpperException extends IOException {
@Override
public void printStackTrace() {
System.out.println("不好意思我遇到异常了,向上转型失败啦");
}
}
}

private static void toUpper() {
int result = 0;
InputStream inputStream = null;
try {
inputStream = new ToUpperCaseInputStream(new BufferedInputStream(new FileInputStream("test.txt")));

while ((result = inputStream.read()) >= 0) {
System.out.print((char) result);
}

} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
inputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

七,总结

装饰者模式可以非常的贴合六大原则之一的开闭原则.

继承虽然也可以实现扩展,但是继承的扩展需要已经扩展需求,在编译期扩展,而装饰者模式可以实现在运行期扩展.

装饰者可以在被装饰者的行为上扩展行为,也可以完全替代被装饰者的行为.

一般情况下的引用使用的都是父类的引用,如果使用了装饰者的引用,那么也就使用该装饰者独有的方法了.

使用装饰者模式,类的数量会增长很多,不能过度使用,主要是看别人代码的时候如果遇到装饰者模式而自己不懂的话,看懵逼是很正常的.

都是站在巨人的肩膀上,一起加油吧.