设计模式Decorator模式

Posted 2020-10-29 BigJunOBa

　　Decorator模式就是不断地为对象添加装饰的设计模式。以蛋糕为例，程序中的对象就相当于蛋糕，然后像不断地装饰蛋糕一样地不断地对其增加功能，它就变成了使用目的更加明确的对象。

　　首先看示例程序的类图。

　　然后看示例程序代码。

 1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
 2 
 3 public abstract class Display {
 4     
 5     public abstract int getColumns();
 6     public abstract int getRows();
 7     public abstract String getRowText(int row);
 8     public final void show() {
 9         for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
10             System.out.println(getRowText(i));
11         }
12     }
13 }

　　Display类是可以显示多行字符串的抽象类。getColumns方法用来获取横向行数，getRows方法用来获取纵向行数，getRowText方法用于获取指定的某一行的字符串，show方法是用来显示所有行字符串，首先获得行数，然后循环打印每一行的字符串。

 1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
 2 
 3 public class StringDisplay extends Display{
 4     
 5     private String string;
 6     
 7     public StringDisplay(String string) {
 8         this.string = string;
 9     }
10 
11     @Override
12     public int getColumns() {
13         return string.getBytes().length;
14     }
15 
16     @Override
17     public int getRows() {
18         return 1;
19     }
20 
21     @Override
22     public String getRowText(int row) {
23         if (row == 0) {
24             return string;
25         } else {
26             return null;
27         }
28     }
29     
30 }

　　StringDisplay类用于显示单行字符串。string字段中保存的是要显示的字符串，由于StringDisplay类显示的是单行字符串，因此getColumns方法就是返回字符串的长度，而getRows方法返回的行数就是1，由于返回的是单行字符串，所以getRowText方法只有在传入的参数是0时才会返回字符串。StringDisplay类就相当于生日蛋糕中的核心蛋糕。

1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
2 
3 public abstract class Border extends Display {
4 
5     protected Display display;
6     protected Border(Display display) {
7         this.display = display;
8     }
9 }

　　Border类继承了Display类，但它是装饰边框的抽象类。这里有一些疑惑。装饰边框与装饰物具有了相同的方法，因此也就具有了一致性。

　　还需要注意的是，Border类中的display字段，表示的是被装饰物，也就是说，只要是display类的子类，都可以传递进来保存在display字段中。更有趣的是，当然可以把Border类的子类传递进来，这样Border类的子类表示的装饰边框类中又有一个display字段，又可以传递进去一个边框或装饰物，反复循环。可以理解为实现了不断增加新的装饰物。

 1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
 2 
 3 public class SideBorder extends Border {
 4     
 5     private char borderChar;
 6 
 7     protected SideBorder(Display display, char ch) {
 8         super(display);
 9         this.borderChar = ch;
10         // TODO Auto-generated constructor stub
11     }
12 
13     @Override
14     public int getColumns() {
15         return 1 + display.getColumns();
16     }
17 
18     @Override
19     public int getRows() {
20         return display.getRows();
21     }
22 
23     @Override
24     public String getRowText(int row) {
25         return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
26     }
27 
28 }

　　SideBorder类可以用指定的字符来装饰字符串的左右两侧。borderChar字段用来保存指定的字符。首先通过调用父类的构造器指定display和ch。然后通过调用被装饰物display的相关方法来实现这一装饰目的。

 1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
 2 
 3 public class FullBorder extends Border{
 4 
 5     protected FullBorder(Display display) {
 6         super(display);
 7     }
 8 
 9     @Override
10     public int getColumns() {
11         return 1 + display.getColumns() + 1;
12     }
13 
14     @Override
15     public int getRows() {
16         return 1 + display.getRows() + 1;
17     }
18 
19     @Override
20     public String getRowText(int row) {
21         if (row ==0) {
22             return "[" + makeLine(\'@\', display.getColumns()) + "]";
23         } else if (row == display.getRows() + 1) {
24             return "[" + makeLine(\'@\', display.getColumns()) + "]"; 
25         } else {
26             return "|" + display.getRowText(row - 1)  + "|";
27         }
28 
29     }
30     
31     private String makeLine(char ch, int count) {
32         StringBuffer stringBuffer = new StringBuffer();
33         for (int i = 0; i < count + 1; i++) {
34             stringBuffer.append(ch);
35         }
36         return stringBuffer.toString();
37     }
38     
39 }

　　FullBorder类在字符串的上下左右都加上装饰边框。这里需要理解一下这些方法。getColumns方法获得的列数，也就是字符数为被装饰物的字符数加上两侧边框字符数。getRows方法获得的行数是被装饰物的行数加上上下边框的行数

　　makeLine方法是连续地显示count次指定的字符ch，声明为private是因为防止被FullBorder以外的类使用。getRowText用于生成指定那一行的字符串，例如，row ==0表示下边框，row == display.getRows() + 1表示上边框。

 1 package bigjunoba.bjtu.decorator;
 2 
 3 public class Main {
 4 
 5     public static void main(String[] args) {
 6         Display display1 = new StringDisplay("Lianjiang");
 7         Display display2 = new SideBorder(display1, \'*\');
 8         Display display3 = new FullBorder(display2);
 9         Display display4 = 
10                 new SideBorder(
11                         new FullBorder(
12                                 new FullBorder(
13                                         new SideBorder(
14                                                 new FullBorder(new StringDisplay("Lianjiang")),\'*\'
15                                                       )
16                                                 )
17                                       ),\'!\'
18                               );
19         System.out.println("这是display1的输出：");
20         display1.show();
21         System.out.println();
22         
23         System.out.println("这是display2的输出：");
24         display2.show();
25         System.out.println();
26         
27         System.out.println("这是display3的输出：");
28         display3.show();
29         System.out.println();
30         
31         System.out.println("这是display4的输出：");
32         display4.show();
33     }
34 }

　　这是测试类。这里就不做过多解释了。

这是display1的输出：
Lianjiang

这是display2的输出：
*Lianjiang*

这是display3的输出：
[@@@@@@@@@@@]
|*Lianjiang*|
[@@@@@@@@@@@]

这是display4的输出：
![@@@@@@@@@@@@@@@]!
!|[@@@@@@@@@@@@@]|!
!||*[@@@@@@@@@]*||!
!||*|Lianjiang|*||!
!||*[@@@@@@@@@]*||!
!|[@@@@@@@@@@@@@]|!
![@@@@@@@@@@@@@@@]!

 　　测试结果如图所示。结合测试类来分析，1的装饰边框是2，然后得到完全体后2的装饰框是3，最后4是组合装饰，也就是多重边框。

　　下面是Decorator模式的类图。

 

　　Component：增加功能的核心角色。也就是装饰前的蛋糕，只是定义了蛋糕的接口，在示例中，是Display类。

　　ConcreteComponent：实现了Component定义的接口的具体蛋糕。

　　Decorator：具有与Component相同的接口，内部保存了被装饰对象--Component，示例中也就是Border类。

　　ConcreteDecorator：具体的实现类。示例程序中的SideBorder类和FullBorder类。

 

　　这里要扩展的知识是继承和委托。

　　1.继承

　　继承可以让子类和父类具有一致性。举一个例子，父类Parent和子类Child，有这么一个情况就是，Child类的实例可以保存在Parent类型的变量中，也可以调用从Parent类中继承的方法。比如：

 Parent obj = new Child();
 obj.parentMethod();

 　　也就是说，可以像操作Parent类的实例一样操作Child类的实例，这是将子类当做父类的一个例子。

　　反过来，如果想将父类当做子类看待，需要先进行类型转换。

Perent obj = new Child();
((Child)obj).child.Method();

 　　2.委托

　　使用委托让接口具有透明性，自己和委托对象具有一致性。

　　先看一个例子：

abstract class Flower{
    abstract void method();    
}

class Rose extends Flower {
    Violet obj = ...
    void method(){
        obj.method();
    }        
}    

class Violet extends Flower(
    void method(){
     ...
    }
}

　　第一个例子是编写一个共同的抽象类Flower。

interface class Flower{
    abstract void method();    
}

class Rose implements Flower {
    Violet obj = ...
    void method(){
        obj.method();
    }        
}    

class Violet implements Flower(
    void method(){
     ...
    }
}

 　　第二个例子就是编写一个Flower接口。

　　这两个例子主要是说明，Rose和Violet都有相同的method方法，但是Rose将method方法的处理委托给了Vidlet，这样就体现了method方法是共通的。