Design Pattern: Decorator 模式

装饰模式:Decorator常被翻译成"装饰",我觉得翻译成"油漆工"更形象点,油漆工(decorator)是用来刷油

漆的,那么被刷油漆的对象我们称decoratee.这两种实体在Decorator模式中是必须的.

Decorator定义:
动态给一个对象添加一些额外的职责,就象在墙上刷油漆.使用Decorator模式相比用生成子类方式达到功

能的扩充显得更为灵活.

为什么使用Decorator?
我们通常可以使用继承来实现功能的拓展,如果这些需要拓展的功能的种类很繁多,那么势必生成很多子类

,增加系统的复杂性,同时,使用继承实现功能拓展,我们必须可预见这些拓展功能,这些功能是编译时就确

定了,是静态的.

使用Decorator的理由是:这些功能需要由用户动态决定加入的方式和时机.Decorator提供了"即插即用"的

方法,在运行期间决定何时增加何种功能.

如何使用?
举Adapter中的打桩示例,在Adapter中有两种类:方形桩 圆形桩,Adapter模式展示如何综合使用这两个类,

在Decorator模式中,我们是要在打桩时增加一些额外功能,比如,挖坑 在桩上钉木板等,不关心如何使用两

个不相关的类.

我们先建立一个接口:

public interface Work
{
　　public void insert();

}

 

接口Work有一个具体实现:插入方形桩或圆形桩,这两个区别对Decorator是无所谓.我们以插入方形桩为例

:

public class SquarePeg implements Work{
　　public void insert(){
　　　　System.out.println("方形桩插入");
　　}
}

 

现在有一个应用:需要在桩打入前,挖坑,在打入后,在桩上钉木板,这些额外的功能是动态,可能随意增加调

整修改,比如,可能又需要在打桩之后钉架子(只是比喻).

那么我们使用Decorator模式,这里方形桩SquarePeg是decoratee(被刷油漆者),我们需要在decoratee上刷

些"油漆",这些油漆就是那些额外的功能.

public class Decorator implements Work{

　　private Work work;
　　//额外增加的功能被打包在这个List中
　　private ArrayList others = new ArrayList();

　　//在构造器中使用组合new方式,引入Work对象;
　　public Decorator(Work work)
　　{
　　　　this.work=work;
　　
　　　　others.add("挖坑");

　　　　others.add("钉木板");
　　}

　　public void insert(){

　　　　newMethod();
　　}

　　
　　//在新方法中,我们在insert之前增加其他方法,这里次序先后是用户灵活指定的 　　
　　public void newMethod()
　　{
　　　　otherMethod();
　　　　work.insert();

　　}

　　public void otherMethod()
　　{
　　　　ListIterator listIterator = others.listIterator();
　　　　while (listIterator.hasNext())
　　　　{
　　　　　　System.out.println(((String)(listIterator.next())) + " 正在进行");
　　　　}

　　}

}

 

在上例中,我们把挖坑和钉木板都排在了打桩insert前面,这里只是举例说明额外功能次序可以任意安排.

好了,Decorator模式出来了,我们看如何调用:

Work squarePeg = new SquarePeg();
Work decorator = new Decorator(squarePeg);
decorator.insert();

Decorator模式至此完成.

如果你细心,会发现,上面调用类似我们读取文件时的调用:

FileReader fr = new FileReader(filename);
BufferedReader br = new BufferedReader(fr);

实际上Java 的I/O API就是使用Decorator实现的,I/O变种很多,如果都采取继承方法,将会产生很多子类,

显然相当繁琐.

Jive中的Decorator实现
在论坛系统中,有些特别的字是不能出现在论坛中如"打X倒XXX",我们需要过滤这些"反X动"的字体.不让他们

出现或者高亮度显示.

在IBM Java专栏中专门谈Jive的文章中,有谈及Jive中ForumMessageFilter.java使用了Decorator模式,其

实,该程序并没有真正使用Decorator,而是提示说:针对特别论坛可以设计额外增加的过滤功能,那么就可

以重组ForumMessageFilter作为Decorator模式了.

所以,我们在分辨是否真正是Decorator模式,以及会真正使用Decorator模式,一定要把握好Decorator模式

的定义,以及其中参与的角色(Decoratee 和Decorator).

 

/*******************************************************************************/

 

在Java Swing中的JTextArea元件预设并没有卷轴，因为设计人员认为卷轴的功能并不是一定需要的，而决定让程式人员可以动态选择是否增加卷轴功能，卷轴的功能是由JScrollPane元件提供，如果您要加入一个具有卷轴功能的JTextArea，您可以如下进行设计：

JTextArea textArea = new JTextArea();
JScrollPane scrollPane = new JScrollPane(textArea);

 
JScrollPane对JTextArea即是个容器，而它对JFrame来说又是个元件，可以如下这般将之加入JFrame中：

getContentPane().add(scrollPane);

 
像这样动态的为JTextArea加入功能的方法，我们可以使用Decorator模式来组织结构，您可以动态的为一个物件加入一些功能（像是为 JTextArea加上卷轴），而又不用修改JTextArea的功能。对JTextArea来说，JScrollPane就好像是一个卷轴外框，直接套在JTextArea上作装饰，就好比您在照片上加上一个相框的意思。

先以上面这个例子来说明Decorator模式的一个实例：

无论是TextView或是Decorator类别，它们都是VisualComponent的一个子类，也就是说它们都是一个可视元件，而Decorator类又聚合了VisualComponent，所以又可以当作TextView容器，ScrollDecorator类别实作了 Decorator类，它可能是这样设计的：

public abstract class Decorator extends VisualComponent {
    protected VisualComponent component;

    public Decorator(VisualComponent component) {
        this.component = component;
    }

    public void draw() {
        component.draw();
    }
}

public class ScrollDecorator extends Decorator {
    public ScrollDecorator(VisualComponent component) {
        super(component);
    }

    public void draw() {
        super.draw();
        scrollTo();
    }

    public void scrollTo() {
        // ....
    }
}

 
要将新功能套用至TextView上，可以这样设计：

ScrollDecorator scrollDecorator =
                    new ScrollDecorator(new TextView());

 
super.draw()会先呼叫component也就是TextView物件的draw()方法先绘制TextView，然后再进行 ScrollPanel的scrollTo()，也就是卷动的方法。在图中也表示了一个BorderDecorator，它可能是这样设计的：

public class BorderDecorator extends Decorator {
    public BorderDecorator(VisualComponent component) {
        super(component);
    }

    public void draw() {
        super.draw();
        drawBorder();
    }

    public void drawBorder() {
        // ....
    }
}

 
要将ScrollDecorator与BorderDecorator加至TextView上，我们可以这样设计：

BorderDecorator borderDecorator =
         new BorderDecorator(
               new ScrollDecorator(new TextView()));

所以当BorderDecorator调用draw()方法时，它会先调用ScrollDecorator的draw()方法，而 ScrollDecorator的draw()方法又会先调用TextView的draw()方法，所以绘制的顺序变成：

TextDraw.draw();
ScrollDecorator.scrollTo();
BorderDecorator.drawBorder();

在Gof的书中指出另一个范例，它设计一个Stream抽象类，而有一个StreamDecorator类，Stream的子类有处理记忆体串流的 MemoryStream与FileStream，有各种方法可以处理串流，也许只是单纯的处理字元，也许会进行压缩，也许会进行字元转换，最基本的处理可能是处理字元，而字元压缩被视为额外的功能，这个时候我们可以使用装饰模式，在需要的时候为Stream物件加上必要的功能，事实上在java.io中的许多输入输出物件，就是采取这样的设计。