Decorator模式简介
Decorator模式又名包装器(Wrapper),它的主要用途在于给一个对象动态的添加一些额外的职责。与生成子类相比,它更具有灵活性。
有时候,我们需要为一个对象而不是整个类添加一些新的功能,比如,给一个文本区添加一个滚动条的功能。我们可以使用继承机制来实现这一功能,但是这种方法不够灵活,我们无法控制文本区加滚动条的方式和时机。而且当文本区需要添加更多的功能时,比如边框等,需要创建新的类,而当需要组合使用这些功能时无疑将会引起类的爆炸。
我们可以使用一种更为灵活的方法,就是把文本区嵌入到滚动条中。而这个滚动条的类就相当于对文本区的一个装饰。这个装饰(滚动条)必须与被装饰的组件(文本区)继承自同一个接口,这样,用户就不必关心装饰的实现,因为这对他们来说是透明的。装饰会将用户的请求转发给相应的组件(即调用相关的方法),并可能在转发的前后做一些额外的动作(如添加滚动条)。通过这种方法,我们可以根据组合对文本区嵌套不同的装饰,从而添加任意多的功能。这种动态的对对象添加功能的方法不会引起类的爆炸,也具有了更多的灵活性。
以上的方法就是Decorator模式,它通过给对象添加装饰来动态的添加新的功能。如下是Decorator模式的UML图:
Component为组件和装饰的公共父类,它定义了子类必须实现的方法。
ConcreteComponent是一个具体的组件类,可以通过给它添加装饰来增加新的功能。
Decorator是所有装饰的公共父类,它定义了所有装饰必须实现的方法,同时,它还保存了一个对于Component的引用,以便将用户的请求转发给Component,并可能在转发请求前后执行一些附加的动作。
ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具体的装饰,可以使用它们来装饰具体的Component。
Java IO包中的Decorator模式
JDK提供的java.io包中使用了Decorator模式来实现对各种输入输出流的封装。以下将以java.io.OutputStream及其子类为例,讨论一下Decorator模式在IO中的使用。
首先来看一段用来创建IO流的代码:
以下是代码片段: try { OutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream("test.txt")); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } |
这段代码对于使用过java输入输出流的人来说再熟悉不过了,我们使用DataOutputStream封装了一个FileOutputStream。这是一个典型的Decorator模式的使用,FileOutputStream相当于Component,DataOutputStream就是一个Decorator。将代码改成如下,将会更容易理解:
以下是代码片段: try { OutputStream out = new FileOutputStream("test.txt"); out = new DataOutputStream(out); } catch(FileNotFoundException e) { e.printStatckTrace(); } |
由于FileOutputStream和DataOutputStream有公共的父类OutputStream,因此对对象的装饰对于用户来说几乎是透明的。下面就来看看OutputStream及其子类是如何构成Decorator模式的:
OutputStream是一个抽象类,它是所有输出流的公共父类,其源代码如下:
以下是代码片段: public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable { public abstract void write(int b) throws IOException; ... } |
它定义了write(int b)的抽象方法。这相当于Decorator模式中的Component类。
ByteArrayOutputStream,FileOutputStream 和 PipedOutputStream 三个类都直接从OutputStream继承,以ByteArrayOutputStream为例:
以下是代码片段: public class ByteArrayOutputStream extends OutputStream { protected byte buf[]; protected int count; public ByteArrayOutputStream() { this(32); } public ByteArrayOutputStream(int size) { if (size 〈 0) { throw new IllegalArgumentException("Negative initial size: " + size); } buf = new byte[size]; } public synchronized void write(int b) { int newcount = count + 1; if (newcount 〉 buf.length) { byte newbuf[] = new byte[Math.max(buf.length 〈〈 1, newcount)]; System.arraycopy(buf, 0, newbuf, 0, count); buf = newbuf; } buf[count] = (byte)b; count = newcount; } ... } |
它实现了OutputStream中的write(int b)方法,因此我们可以用来创建输出流的对象,并完成特定格式的输出。它相当于Decorator模式中的ConcreteComponent类。
接着来看一下FilterOutputStream,代码如下:
以下是代码片段: public class FilterOutputStream extends OutputStream { protected OutputStream out; public FilterOutputStream(OutputStream out) { this.out = out; } public void write(int b) throws IOException { out.write(b); } ... } |
同样,它也是从OutputStream继承。但是,它的构造函数很特别,需要传递一个OutputStream的引用给它,并且它将保存对此对象的引用。而如果没有具体的OutputStream对象存在,我们将无法创建FilterOutputStream。由于out既可以是指向FilterOutputStream类型的引用,也可以是指向ByteArrayOutputStream等具体输出流类的引用,因此使用多层嵌套的方式,我们可以为ByteArrayOutputStream添加多种装饰。这个FilterOutputStream类相当于Decorator模式中的Decorator类,它的write(int b)方法只是简单的调用了传入的流的write(int b)方法,而没有做更多的处理,因此它本质上没有对流进行装饰,所以继承它的子类必须覆盖此方法,以达到装饰的目的。
BufferedOutputStream 和 DataOutputStream是FilterOutputStream的两个子类,它们相当于Decorator模式中的ConcreteDecorator,并对传入的输出流做了不同的装饰。以BufferedOutputStream类为例:
以下是代码片段: public class BufferedOutputStream extends FilterOutputStream { ... private void flushBuffer() throws IOException { if (count 〉 0) { out.write(buf, 0, count); count = 0; } } public synchronized void write(int b) throws IOException { if (count 〉= buf.length) { flushBuffer(); } buf[count++] = (byte)b; } ... } |
这个类提供了一个缓存机制,等到缓存的容量达到一定的字节数时才写入输出流。首先它继承了FilterOutputStream,并且覆盖了父类的write(int b)方法,在调用输出流写出数据前都会检查缓存是否已满,如果未满,则不写。这样就实现了对输出流对象动态的添加新功能的目的。
下面,将使用Decorator模式,为IO写一个新的输出流。
自己写一个新的输出流
了解了OutputStream及其子类的结构原理后,我们可以写一个新的输出流,来添加新的功能。这部分中将给出一个新的输出流的例子,它将过滤待输出语句中的空格符号。比如需要输出"Java io OutputStream",则过滤后的输出为"javaioOutputStream"。以下为SkipSpaceOutputStream类的代码:
以下是代码片段: import java.io.FilterOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.OutputStream; /** * A new output stream, which will check the space character * and won’t write it to the output stream. * @author Magic * */ public class SkipSpaceOutputStream extends FilterOutputStream { public SkipSpaceOutputStream(OutputStream out) { super(out); } /** * Rewrite the method in the parent class, and * skip the space character. */ public void write(int b) throws IOException{ if(b!=’ ’){ super.write(b); } } } |
它从FilterOutputStream继承,并且重写了它的write(int b)方法。在write(int b)方法中首先对输入字符进行了检查,如果不是空格,则输出。
以下是一个测试程序:
以下是代码片段: import java.io.BufferedInputStream; import java.io.DataInputStream; import java.io.DataOutputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.io.OutputStream; /** * Test the SkipSpaceOutputStream. * @author Magic * */ public class Test { public static void main(String[] args){ byte[] buffer = new byte[1024];
/** * Create input stream from the standard input. */ InputStream in = new BufferedInputStream(new DataInputStream(System.in));
/** * write to the standard output. */ OutputStream out = new SkipSpaceOutputStream(new DataOutputStream(System.out));
try { System.out.println("Please input your words: "); int n = in.read(buffer,0,buffer.length); for(int i=0;i〈n;i++){ out.write(buffer[i]); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } } |
执行以上测试程序,将要求用户在console窗口中输入信息,程序将过滤掉信息中的空格,并将最后的结果输出到console窗口。比如:
以下是引用片段: Please input your words: a b c d e f abcdef |
总 结
在java.io包中,不仅OutputStream用到了Decorator设计模式,InputStream,Reader,Writer等都用到了此模式。而作为一个灵活的,可扩展的类库,JDK中使用了大量的设计模式,比如在Swing包中的MVC模式,RMI中的Proxy模式等等。对于JDK中模式的研究不仅能加深对于模式的理解,而且还有利于更透彻的了解类库的结构和组成。
http://blog.csdn.net/liumm1983/archive/2007/03/19/1533591.aspx
分享到:
相关推荐
装饰模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它在不改变原有对象的基础上,通过包裹一个对象并为其添加新的行为或责任,实现对对象功能的扩展。这种模式在软件开发中非常常见,尤其当需要在运行时动态改变...
在"DecoratorPattern.rar"这个压缩包中,包含了装饰器模式的简单案例demo和一个使用MindMaster绘制的脑图。通过这个案例,我们可以深入理解装饰器模式的工作原理和应用场景。 1. 装饰器模式的基本结构: - ...
在"03_DecoratorPattern 小菜扮靓"这个主题中,我们可以推断作者可能以轻松幽默的方式介绍了装饰器模式的概念。"小菜"可能是用来比喻待装饰的对象,"扮靓"则表示通过装饰增强其功能或特性。博文链接指向了iteye博客...
装饰者模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它的定义是在不改变原有对象结构的基础上,动态地给该对象增加一些职责(即增加其额外功能)。这种模式允许向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其...
装饰模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许你向一个现有的对象添加新的功能,同时又不改变其结构。装饰模式通过创建一个装饰类,该类包装了原始类的实例,并在调用原始类方法之前或之后添加额外的...
装饰者模式(Decorator Pattern)是软件工程中一种用于动态地给对象添加职责的设计模式。它允许我们独立于对象的类来扩展对象的功能,无需修改原有代码就能增加新功能,遵循“开闭原则”。这种模式是一种结构型设计...
装饰者模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许我们向对象添加新的行为或职责,而无需修改对象的原始代码。在C++中实现装饰者模式,可以让我们灵活地扩展对象的功能,同时保持代码的可读性和可维护性...
这是一个关于设计模式中的装饰者模式例子,C#,Vs205,Unity 5.6.3f1 (64-bit)有需要的请下载!本来不想设置积分,可是最低1分,没办法!
4. **Concrete Decorator(具体装饰者)**:实现了Decorator接口,添加了一些新的行为或属性,具体装饰者通常会持有并调用Component对象的某个方法,然后添加额外的功能。 在提供的"Test"文件中,可能包含了一个...
在"decoratorPattern"这个示例中,我们可能看到一个简单的Java实现,其中包含了一个核心组件(Component)接口或抽象类,一个具体组件(Concrete Component)类,以及一个或多个装饰器(Decorator)类。装饰器类通常...
装饰模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它在不修改已有对象的代码情况下,通过增加额外的行为来扩展对象的功能。这种模式的核心在于装饰类与被装饰类具有相同的接口,这样客户端可以像处理原始对象...
装饰模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它可以在不修改原有对象的基础上,通过添加新的职责来扩展对象的功能。装饰模式的核心在于它定义了一个与原类一致的接口,使得装饰类和原类可以互相替换,而...
装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许在运行时向对象添加新的行为或职责,而无需修改对象的原始代码。在C#中,装饰器模式通过创建一个包装对象,该对象拥有与原对象相同的接口,来实现对原...
Java 实现装饰器模式(Decorator Pattern) 装饰器模式是结构型设计模式之一,它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...
【Java装饰模式(Decorator Pattern)】装饰模式是一种结构型设计模式,它允许在不修改已有对象的基础上,通过添加额外的功能来扩展对象的行为。这种模式的关键在于装饰类与被装饰类有相同的接口,使得它们可以互换...
装饰器模式(Decorator Pattern)是一种结构型设计模式,它允许在运行时给对象添加新的行为或职责,同时保持对象的接口不变。这种模式的核心在于,它动态地将责任附加到对象上,通过将对象包装在一个装饰类中来扩展...
在给定的压缩包文件中,包含了九种经典的设计模式示例,它们分别是:单例模式(Singleton)、策略模式(StrategyPattern)、适配器模式(AdapterPattern)、装饰者模式(DecoratorPattern)、抽象工厂模式...
装饰模式(Decorator Pattern)是设计模式中的一种结构型模式,它允许在运行时给对象添加新的行为或职责,而无需改变对象的类。在Java中,装饰模式通常通过继承和组合来实现,使得代码具有更好的扩展性和灵活性。...
在给定的代码文件`DecoratorPattern.cpp`和`DecoratorPattern.h`中,我们可以预期看到以下内容: - `DecoratorPattern.h`可能包含了抽象组件、装饰器和具体装饰器的类定义。抽象组件定义了公共接口,装饰器继承了这...