设计模式 --- 装饰模型 (转)

前言

Step y Step

前一篇已经讲解了代理模式了，今天要讲解的就是装饰模式啦~

在看到 FilterInputStream 和 FilterOutputStream 时看到了之前常听见的装饰模式(对 IO 一定了解的同学可能都会知道那么一句话：在 IO 用得最多的就是装饰模式了)！

其实无论是代理模式还是装饰模式。本质上我认为就是对原有对象增强的方式~

那么接下来就开始吧，如果文章有错误的地方请大家多多包涵，不吝在评论区指正哦~

声明：本文使用 JDK1.8

一、对象增强的常用方式

很多时候我们可能对 Java 提供给我们的对象不满意，不能满足我们的功能。此时我们就想对 Java 原对象进行增强，能够实现我们想要的功能就好~

一般来说，实现对象增强有三种方式：

• 继承

  • 继承父类，子类扩展

• 装饰器模式

  • 使用“包装”的方式来增强对象

• 代理模式

1.1 继承

最简单的方式就是继承父类，子类扩展来达到目的。虽然简单，但是这种方式的缺陷非常大：

• 一、如果父类是带有数据、信息、属性的话，那么子类无法增强。
• 二、子类实现了之后需求无法变更，增强的内容是固定的。

1.1.1 第一点

第一点就拿以前在学 JDBC 的时候来说：

• 当时想要自己写一个简易的 JDBC 连接池，连接池由 List<Connection> 来管理。显然我们的对象是 Connection，当写到 close() 方法的时候卡住了。
• 因为我们想要的功能是：调用 close() 是让我们的 Connection 返回到“连接池”(集合)中，而不是关闭掉。
• 此时我们不能使用继承父类的方式来实现增强。因为 Connection 对象是由数据库厂商来实现的，在得到 Connection 对象的时候绑定了各种信息(数据库的 username、password、具体的数据库是啥等等)。我们子类继承 Connection 是无法得到对应的数据的！就更别说调用 close() 方法了。

1.1.2 第二点

第二点我也举个例子：

现在我设计一个电话类：

public class Phone {
    // 可以打电话
    public void call() {
        System.out.println("打电话给周围的人关注公众号Java3y");
    }
}

此时，我想打电话之前能听彩铃，于是我继承 Phone 类，实现我想要的功能。

public class MusicPhone extends Phone {

    // 听彩铃
    public void listenMusic() {
        System.out.println("我怀念的是无话不说,我怀念的是一起做梦~~~~~~");
    }

    @Override
    public void call() {

        // 在打电话之前听彩铃
        listenMusic();

        super.call();
    }
}

我们的功能就做好了：

• 此时，我又突然想实现多一个需求了，我想要听完电话之后告诉我一下当前的时间是多少。没事，我们又继承来增强一下：

// 这里继承的是MusicPhone类
public class GiveCurrentTimePhone extends MusicPhone {

    // 给出当前的时间
    public void currentTime() {
        System.out.println("当前的时间是：" + System.currentTimeMillis());
    }

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

        // 打完电话提示现在的时间是多少啦
        currentTime();
    }
}

所以我们还是可以完成任务滴：

可是我需求现在又想变了：

• 我不想听彩铃了，只想听完电话通知一下时间就好了........(可是我们的通知时间电话类是继承在听彩铃的电话类基础之上的),,,
• 我又有可能：我想在听电话之前报告一下时间，听完电话听音乐！...
• 如果需求变动很大的情况下，而我们又用继承的方式来实现这样会导致一种现象：类爆炸(类数量激增)！并且继承的层次可能会比较多~

所以，我们可以看到子类继承父类这种方式来扩展是十分局限的，不灵活的~

因此我们就有了装饰模式！

1.2 装饰模式

首先我们来看看装饰模式是怎么用的吧。

1.2.1 前提代码

电话接口：

// 一个良好的设计是抽取成接口或者抽象类的
public interface Phone {

    // 可以打电话
    void call();
}

具体的实现：

public class IphoneX implements Phone {


    @Override
    public void call() {
        System.out.println("打电话给周围的人关注公众号Java3y");
    }
}

1.2.2 包装模式实现

上面我们已经拥有了一个接口还有一个默认实现。包装模式是这样干的：

首先我们弄一个装饰器，它实现了接口，以组合的方式接收我们的默认实现类。

// 装饰器，实现接口
public abstract class PhoneDecorate implements Phone {

    // 以组合的方式来获取默认实现类
    private Phone phone;
    public PhoneDecorate(Phone phone) {
        this.phone = phone;
    }

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

有了装饰器以后，我们的扩展都可以以装饰器为基础进行扩展，继承装饰器来扩展就好了！

我们想要在打电话之前听音乐：

// 继承着装饰器来扩展
public class MusicPhone extends PhoneDecorate {

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

    // 定义想要扩展的功能
    public void listenMusic() {

        System.out.println("继续跑 带着赤子的骄傲，生命的闪耀不坚持到底怎能看到，与其苟延残喘不如纵情燃烧");

    }

    // 重写打电话的方法
    @Override
    public void call() {

        // 在打电话之前听音乐
        listenMusic();
        super.call();
    }
}

现在我也想在打完电话后通知当前的时间，于是我们也继承装饰类来扩展：

// 这里继承的是MusicPhone装饰器类
public class GiveCurrentTimePhone extends PhoneDecorate  {


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

    // 自定义想要实现的功能：给出当前的时间
    public void currentTime() {
        System.out.println("当前的时间是：" + System.currentTimeMillis());
    }

    // 重写要增强的方法
    @Override
    public void call() {
        super.call();
        // 打完电话后通知一下当前时间
        currentTime();
    }
}

可以完成任务：

就目前这样看起来，比我直接继承父类要麻烦，而功能效果是一样的....我们继续往下看~~

此时，我不想在打电话之前听到彩铃了，很简单：我们不装饰它就好了！

此时，我想在打电话前报告一下时间，在打完电话之后听彩铃。

• 注意：虽然说要改动类中的代码，但是这种改动是合理的。因为我定义出的 GiveCurrentTimePhone类 和 MusicPhone类 本身从语义上就没有规定扩展功能的执行顺序
• 而继承不一样：先继承 Phone-> 实现 MusicPhone-> 再继承 MusicPhone 实现 GiveCurrentTimePhone。这是固定的，从继承的逻辑上已经写死了具体的代码，是难以改变的。

所以我们还是可以很简单地完成功能：

二、装饰模式讲解

可能有的同学在看完上面的代码之后，还是迷迷糊糊地不知道装饰模式是怎么实现“装饰”的。下面我就再来解析一下：

• 第一步：我们有一个 Phone 接口，该接口定义了 Phone 的功能
• 第二步：我们有一个最简单的实现类 iPhoneX
• 第三步：写一个装饰器抽象类 PhoneDecorate，以组合(构造函数传递)的方式接收我们最简单的实现类 iPhoneX。其实装饰器抽象类的作用就是代理(核心的功能还是由最简单的实现类 iPhoneX 来做，只不过在扩展的时候可以添加一些没有的功能而已)。
• 第四步：想要扩展什么功能，就继承 PhoneDecorate 装饰器抽象类，将想要增强的对象(最简单的实现类 iPhoneX 或者已经被增强过的对象)传进去，完成我们的扩展！

再来看看下面的图，就懂了！

往往我们的代码可以省略起来，成了这个样子(是不是和 IO 的非常像！)

// 先增强听音乐的功能，再增强通知时间的功能
    Phone phone = new GiveCurrentTimePhone(new MusicPhone(new IphoneX()));

结果是一样的：

2.1 装饰模式的优缺点

优点：

• 装饰类和被装饰类是可以独立的，低耦合的。互相都不用知道对方的存在
• 装饰模式是继承的一种替代方案，无论包装多少层，返回的对象都是 is-a 的关系(上面的例子：包装完还是 Phone 类型)。
• 实现动态扩展，只要继承了装饰器就可以动态扩展想要的功能了。

缺点：

• 多层装饰是比较复杂的，提高了系统的复杂度。不利于我们调试~

三、总结

最后来补充一下包装模式和代理模式的类图：

对象增强的三种方式：

• 继承
• 包装模式
• 代理模式

那么只要遇到 Java 提供给我们的 API 不够用，我们增强一下就行了。在写代码时，某个类被写死了，功能不够用，增强一下就可以了！
原文地址：https://segmentfault.com/a/1190000014771830