Java装饰模式

Posted 2021-02-19 董广明

你在山上看风景，看风景的人在山上看你。明月装饰了你的窗子，你装饰了别人的梦。

 

装饰器模式（Decorator Pattern），别名又叫包装者模式（wapper），允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构。这种类型的设计模式属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装，不同于代理。

这种模式创建了一个装饰类，用来包装原有的类，并在保持类方法签名完整性的前提下，提供了额外的功能。

介绍

意图：动态地给一个对象添加一些额外的职责。就增加功能来说，装饰器模式相比生成子类更为灵活。

主要解决：一般我们为了扩展一个类经常使用继承方式实现，由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，子类会很膨胀。

何时使用：在不想增加很多子类的情况下扩展类。

如何解决：将具体功能职责划分，同时继承装饰者模式。

关键代码： 1、Component 类充当抽象角色，不应该具体实现。 2、修饰类引用和继承 Component 类，具体扩展类重写父类方法。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

缺点：多层装饰比较复杂。

使用场景： 1、扩展一个类的功能。 2、动态增加功能，动态撤销。

注意事项：可代替继承。

结构图

​

参与者：

Component：定义一个对象接口，可以给这些对象动态的添加职责

ConcreteComponent： 定义一个对象，可以给这个对象添加一些职责

Decorator：维持一个指向Component对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口

ConcreteDecoratorA，ConcreteDecoratorB。。。CD等：向组件添加职责

 

我们通过下面的实例来演示装饰器模式的用法，给图像修饰比如上色、装框、然后打印。

1. 定义一个抽象类：

/**
 * @author dgm
 * @describe "图片图像，同比Conpenent"
 */
public abstract class PhotoImage {
	//图像描述
	public abstract String getDescription();
}

2.  创建抽象类的包装实现类。

/**
 * 
 * @author dgm
 * @describe "类比ConcreteComponent"
 */
public class PhotoImageWrapper extends PhotoImage {

	// 图像标题
	String title;
	// 图片文件名
	String fileName;
	// 图像宽高
	int pixWidth, pixHeight;

	public PhotoImageWrapper() {
		// Empty; used in Decorators.
	}

	public PhotoImageWrapper(String title, String fileName) {
		super();
		this.title = title;
		this.fileName = fileName;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return getDescription();
	}

	public String getTitle() {
		return title;
	}

	public void setTitle(String title) {
		this.title = title;
	}

	public String getFileName() {
		return fileName;
	}

	public void setFileName(String fileName) {
		this.fileName = fileName;
	}

	public int getPixWidth() {
		return pixWidth;
	}

	public void setPixWidth(int width) {
		this.pixWidth = width;
	}

	public int getPixHeight() {
		return pixHeight;
	}

	public void setPixHeight(int height) {
		this.pixHeight = height;
	}

	@Override
	public String getDescription() {
		return getTitle();
	}
}

 3.  创建装饰类

/**
 * 
 * @author dgm
 * @describe "图像装饰，类比Decorator"
 */
public abstract class ImageDecorator extends PhotoImage {
	protected PhotoImage target;
	
	public ImageDecorator(PhotoImage target) {
		this.target = target;
	}
	
	@Override
	public String getDescription() {
		return target.getDescription();
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return getDescription();
	}
}

4.  扩写具体实现的装饰类（上色，装框，打印，其实还接着加，比如售卖）

ColorDecorator.java、FrameDecorator.java、PrintDecorator.java

public class ColorDecorator extends ImageDecorator {
	String color;
	
	public ColorDecorator(String color, PhotoImage target) {
		super(target);
		this.color = color;
	}

	@Override
	public String getDescription() {
		return target.getDescription() + ", 上色(" + color + ")";
	}
}

public class FrameDecorator extends ImageDecorator {
	private String desc;
	public FrameDecorator(String desc, PhotoImage target) {
		super(target);
		this.desc = desc;
	}

	@Override
	public String getDescription() {
		return target.getDescription() + ", "+desc+", ";
	}
}

/**
 * 
 * @author dgm
 * @describe "打印图像，类比ConcreteDecorator"
 */
public class PrintDecorator extends ImageDecorator {
	private String desc;
	private double printWidth, printHeight;
	
	public PrintDecorator(String desc,double printWidth, double printHeight, PhotoImage target) {
		super(target);
		this.desc = desc;
		this.printWidth = printWidth;
		this.printHeight = printHeight;
	}

	@Override
	public String getDescription() {
		return target.getDescription() + desc+ " " + String.format("(%4.1f x %4.1f in)", getPrintWidth(), getPrintHeight());
	}

	public double getPrintWidth() {
		return printWidth;
	}

	public void setPrintWidth(double printWidth) {
		this.printWidth = printWidth;
	}

	public double getPrintHeight() {
		return printHeight;
	}

	public void setPrintHeight(double printHeight) {
		this.printHeight = printHeight;
	}
}

 

5. 测试图像装饰效果：

/**
 * 
 * @author dgm
 * @describe "装饰模式（装饰的是图片图像）测试"
 */
public class PhotoImageDecoratorTest {

	public static void main(String[] args) {
		//先生成图像对象，然后着色，装订，最后打印
		PrintDecorator image = new PrintDecorator("彩色激光打印要高清", 19, 11,
				new FrameDecorator("镶金装框",new ColorDecorator("天空式蓝色", new PhotoImageWrapper(
						"蒙娜丽莎的微笑", "1968/ifd.00042.jpg"))));
		System.out.println(image);
	}

	private static void addToPrintOrder(PrintDecorator image) {
		System.out.println(image);
	}
}

输出效果： ​

只有0是原材料，123修饰

 入库https://github.com/dongguangming/design-pattern/tree/master/src/code/decorator

案例： 比如原生jdk中io流就用到了装饰模式，装饰一个流

        InputStream inputStream = new FileInputStream("f:\\\\InstallCert.java");
        InputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream);
        InputStream in = new DataInputStream(bis);
        InputStreamReader isr = new InputStreamReader(in);
        BufferedReader br  = new BufferedReader(isr);
        String line = null;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            //将文本打印到控制台
            System.out.println(line);
        }

 链式写法长

BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new DataInputStream(
        new BufferedInputStream(new FileInputStream("f:\\\\InstallCert.java")))));

 和javafx.swing 开发中component的扩展开发也都用到了装饰模式

MyBatis框架中cache也有装饰的影子​

Spring也有装饰，发挥的更牛叉（没有Bean就没有其他扩展）：BeanDefinitionDecorator（要分开理解，BeanDefinition和Decorator），是Bean定义阶段的装饰，当然还有其他装饰比如装饰WebSocket 对象。

 

装饰模式，特别于日志、缓存、io流等场景太合适不过了！！！

 

现实生活中装饰模式也发挥的很好，比如汽车需要装饰（洗车、音响加装、抛光、打蜡、划痕处理、环保桑拿、地板铺设、贴防爆膜、烤前后挡膜、中控门锁、轮胎动平衡、四轮定位、倒车雷达、防盗器等）、房子也要装饰（铺地板、地暖、家具、阳台要不要种点花）、饭店开业经营（门口要摆两排花、室内安装液晶影视、买了红色鲤鱼加水藻装饰下）。。。太多了！！！

特别注意它和其他几种模式的区别：

 

小结：  如果你想给原生对象（比如车、房、饭店，其实主题就一个）添加额外的行为职责，又不想变它，就可以使用该模式，那就装饰它原生对象, 使用场景颇多，具体自己发挥去，走自己的路，然别人去说吧

 

参考：

0. 装饰模式  https://baike.baidu.com/item/%E8%A3%85%E9%A5%B0%E6%A8%A1%E5%BC%8F/10158540

1.  如何使用Decorator模式 http://www.uml.org.cn/sjms/20041655.htm

2.  javax.swing.JScrollPane  https://docs.oracle.com/javase/8/docs/api/javax/swing/JScrollPane.html

 

3. Decorator Design Pattern Applied https://www.javacodegeeks.com/2014/08/decorator-design-pattern-applied.html

4.  The Decorator Pattern in Depth  https://blogs.oracle.com/javamagazine/the-decorator-pattern-in-depth

5.  Decorator Design Pattern in Java with Example  https://www.java67.com/2013/07/decorator-design-pattern-in-java-real-life-example-tutorial.html?m=1