关于设计模式:设计模式之装饰器模式

利用场景

装璜器模式次要解决继承关系过于简单的问题，通过组合来代替继承。它次要的作用是给原始类增加加强性能。

装璜器模式有一个特点，那就是能够对原始类嵌套应用多个装璜器。为了满足这个利用场景，在设计的时候，装璜器类须要跟原始类继承雷同的抽象类或者接口。

聊聊 Java IO 类

Java IO 类库十分宏大和简单，有几十个类，负责 IO 数据的读取和写入。咱们能够把 IO 类分为四类。

针对不同的读取和写入场景，Java IO 又在这四个父类根底之上，扩大出了很多子类。

置信大多数开发者在首次接触 Java IO 类时面对宏大的 Java IO 类家族产生困惑：为什么会有如此多的类？他们应用上有啥区别？

这里以读取 config.properties 文件为例，InputStream 是一个抽象类，FileInputStream 是专门用来读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个反对带缓存性能的数据读取类，能够进步数据读取的效率。

InputStream in = new FileInputStream("config.properties");
InputStream bin = new BufferedInputStream(in);
byte[] data = new byte[128];
while (bin.read(data) != -1) {//...}

Java IO 为什么不设计一个继承 FileInputStream 并且反对缓存的BufferedFileInputStream 类呢？这样咱们就能够间接创立new BufferedFileInputStream() 简略许多。

继承的问题

事实上如果只是扩大这一个类，那还能够承受，然而 InputStream 具备很多子类，如果咱们持续依照继承的形式来实现的话，就须要再持续派生出 DataFileInputStream、DataPipedInputStream 等类。如果咱们还须要既反对缓存、又反对依照根本类型读取数据的类，那就要再持续派生出 BufferedDataFileInputStream、BufferedDataPipedInputStream 等 n 多类。这还只是附加了两个加强性能，如果咱们须要附加更多的加强性能，那就会导致组合爆炸，类继承构造变得无比简单，代码既不好扩大，也不好保护。

所以 Java 的设计者没有应用继承的形式来进行扩大，而是应用组合，这里也体现了组合优于继承的设计准则。上面是简化的 JDK 源码

public abstract class InputStream {// ...}

public class BufferedInputStream extends InputStream {
      protected volatile InputStream in;
    
    public BufferedInputStream(InputStream in) {this.in = in;}
    
        // 实现基于缓存的读取...

}

public class DataInputStream extends InputStream {
      protected volatile InputStream in;
    
    public BufferedInputStream(InputStream in) {this.in = in;}
    
        // 实现读取根本数据类型...

}

如果去查看 JDK 的源码，你会发现，BufferedInputStream、DataInputStream 并非继承自 InputStream，而是另外一个叫 FilterInputStream 的类。

这是因为 InputStream 是一个抽象类，其中很多办法曾经有了默认实现。咱们想复用这些实现，然而咱们是通过在构造函数注入 InputStream，而后赋值给成员变量 InputStream in，将所有性能委托给成员变量in 来实现的，因而抽象类 InputStream 的办法即便被继承，调用的对象也是以后类实例，而不是委托给in，所以须要有一个装璜器类FilterInputStream。

public class FilterInputStream extends InputStream {
  protected volatile InputStream in;
  protected FilterInputStream(InputStream in) {this.in = in;}
  public int read() throws IOException {return in.read();
  }
  public int read(byte b[]) throws IOException {return read(b, 0, b.length);
  }
   
  public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {return in.read(b, off, len);
  }
  public long skip(long n) throws IOException {return in.skip(n);
  }
  public int available() throws IOException {return in.available();
  }
  public void close() throws IOException {in.close();
  }
  public synchronized void mark(int readlimit) {in.mark(readlimit);
  }
  public synchronized void reset() throws IOException {in.reset();
  }
  public boolean markSupported() {return in.markSupported();
  }
}

装璜器模式是简略的“用组合代替继承”吗？

当然不是。从 Java IO 的设计来看，装璜器模式有两个比拟非凡的中央：

• 装璜器类和原始类继承同样的父类，这样咱们能够对原始类“嵌套”多个装璜器类。

InputStream in = new FileInputStream("content.txt");
InputStream bin = new BufferedInputStream(in);
DataInputStream din = new DataInputStream(bin);
int data = din.readInt();

• 装璜器类是对性能的加强，这也是装璜器模式利用场景的一个重要特点。

跟代理模式的区别

代理模式中，代理类附加的是跟原始类无关的性能，而在装璜器模式中，装璜器类附加的是跟原始类相干的加强性能。

类图

代码实现

Shape

public abstract class Shape {public abstract void draw();

    public abstract void doOther();}

Circle

public class Circle extends Shape {

    @Override
    public void draw() {System.out.println("You are drawing circle...");
    }

    @Override
    public void doOther() {System.out.println("You are doing other...");
    }

}

Square

public class Square extends Shape {

    @Override
    public void draw() {System.out.println("You are drawing square...");
    }

    @Override
    public void doOther() {System.out.println("You are doing other...");
    }

}

ShapeDecorator

public class ShapeDecorator extends Shape {

    protected Shape shape;

    public ShapeDecorator(Shape shape) {this.shape = shape;}

    @Override
    public void draw() {shape.draw();
    }

    @Override
    public void doOther() {shape.doOther();
    }

}

RedShapeDecorator

public class RedShapeDecorator extends ShapeDecorator {public RedShapeDecorator(Shape shape) {super(shape);
    }

    @Override
    public void draw() {shape.draw();
        System.out.println("The shape color is red");
    }

}

Main

public class Main {public static void main(String[] args) {
        Shape shape;
        RedShapeDecorator decorator;

        shape = new Circle();
        decorator = new RedShapeDecorator(shape);
        decorator.draw();
        decorator.doOther();

        shape = new Square();
        decorator = new RedShapeDecorator(shape);
        decorator.draw();
        decorator.doOther();}

}