【设计模式】快速理解装饰者模式,及其在JDK源码中的应用

简介: 装饰者模式(Decorator)的定义是:在不必改变原类文件情况下,允许向一个现有的对象添加新的功能。比如一个毛坯房,可以使用灰色去装饰厨房,可以使用白色装饰客厅,但是不管使用多少颜料去装饰这个房间,房子的本质是不会发现变化的。使用装饰者模式除了可以在不改变原类的前提下装饰对象之外,还可以随意组合各个装饰类,比如有三个装饰类,分别是给原类上红、黄、绿三种颜色。在使用时,可以将任意两种或任意三种装饰类搭配。接下来将会用代码演示上面的这个例子。

(一)什么是装饰者模式


装饰者模式(Decorator)的定义是:在不必改变原类文件情况下,允许向一个现有的对象添加新的功能。比如一个毛坯房,可以使用灰色去装饰厨房,可以使用白色装饰客厅,但是不管使用多少颜料去装饰这个房间,房子的本质是不会发现变化的。


使用装饰者模式除了可以在不改变原类的前提下装饰对象之外,还可以随意组合各个装饰类,比如有三个装饰类,分别是给原类上红、黄、绿三种颜色。在使用时,可以将任意两种或任意三种装饰类搭配。接下来将会用代码演示上面的这个例子。


(二)装饰者模式中的角色


装饰者模式中具备以下四种角色:


Component:一个抽象的组件类,在装饰者模式中扮演着最重要的角色。在给房子上色这个例子中,概念上的房子就是一个Component。如果还不理解,继续往下看。


ConcreteComponent:Component的具体实现,在本次的例子中就是商品房、公寓房等。


Decorator:一个通用的装饰接口或抽象类,内部保存了被装饰的Component对象。

ConcreteDecorator:具体的装饰类,在原类的基础上进行装饰。


(三)装饰者模式案例


原类是房子,可装饰红色、黄色、绿色。接下来的代码就是对这个例子的体现: 首先定义Component,也就是房子抽象类,有一个展示房子的方法:


publicabstractclassHouse {
/*** 展示房子*/publicabstractvoidshow();
}

接下来是ConcreteComponent,抽象房子的实现类,这里定义为商品房,ConcreteComponent可以有很多个:

publicclassCommercialHouseextendsHouse{
@Overridepublicvoidshow() {
System.out.println("这是一个商品房");
    }
}

Decorator是一个通用的抽象类,将房子作为入参传入,并实现同样的show方法

publicclassHouseDecoratorextendsHouse{
privateHousehouse;
publicHouseDecorator(Househouse){
this.house=house;
    }
@Overridepublicvoidshow() {
house.show();
    }
}

ConcreteDecorator具体装饰类定义了三个,分别是红黄蓝装饰:

publicclassRedHouseDecoratorextendsHouseDecorator{
publicRedHouseDecorator(Househouse) {
super(house);
    }
@Overridepublicvoidshow() {
super.show();
System.out.println("装饰了红色");
    }
}
publicclassYellowHouseDecoratorextendsHouseDecorator{
publicYellowHouseDecorator(Househouse) {
super(house);
    }
@Overridepublicvoidshow() {
super.show();
System.out.println("装饰了黄色");
    }
}
publicclassGreenHouseDecoratorextendsHouseDecorator{
publicGreenHouseDecorator(Househouse) {
super(house);
    }
@Overridepublicvoidshow() {
super.show();
System.out.println("装饰了绿色");
    }
}

接下来就是使用了,前面已经提到了,装饰者模式除了可以在不改动原类的情况下增加功能,也可以随意组装各个装饰类:

publicclassMain {
publicstaticvoidmain(String[] args) {
Househouse=newCommercialHouse();
//只装饰红色HouseredHouse=newRedHouseDecorator(house);
redHouse.show();
//装饰绿色和黄色HousegreenAndYellowHouse=newGreenHouseDecorator(newYellowHouseDecorator(house));
greenAndYellowHouse.show();
//三种颜色全部装饰HouseallHouse=newRedHouseDecorator(newGreenHouseDecorator(newYellowHouseDecorator(house)));
allHouse.show();
    }
}

在上面的测试代码中,既可以只有一种颜色的装饰,也可以有两种颜色的装饰,或者是三种颜色的装饰,而原本的商品房这个类没有经过任何修改。如果用继承去实现,每种组装方式都需要新建一个类,装饰者模式的优势就体现出来了。


(四)装饰者模式在源码中的应用


看了很多装饰者模式在源码中的应用,感觉Java.IO中的流在装饰者模式的使用上最经典。以InputStream为例子,InputStream有很多的实现类:


FileInputStream:实现文件的读取。


DataInputStream:读取各种基本数据类型的数据。


BufferedInputStream:可缓存的文件流。


ObjectInputStream:读取对象的文件流。


其他的实现还有很多很多,这里的实现就使用了装饰者模式,保证InputStream不变的前提下,增加其他功能。想象一下,如果要同时实现文件读取和可缓存,那么就可以这样写:


newBufferedInputStream(newFileInputStream(""));

如果想实现基本数据类型读取+文件读取,就可以这样写:

newDataInputStream(newFileInputStream(""));

BufferedInputStream是InputStream子类的子类,在继承关系上,BufferedInputStream继承FilterInputStream,FilterInputStream继承InputStream,这里相当于对装饰类进行了再扩展,看一下FilterInputStream:


publicclassFilterInputStreamextendsInputStream{
protectedvolatileInputStreamin;
protectedFilterInputStream(InputStreamin) {
this.in=in;
    }
publicintread() throwsIOException {
returnin.read();
    }
}

而BufferedInputStream以及DataInputStream都是对FilterInputStream再做一些功能上的增强,很巧妙的实现了在不必改变原类文件情况下,允许向一个现有的对象添加新的功能。


(五)总结


装饰者模式很好地体现了设计模式中的开闭原则,即类应该对扩展开放,对修改关闭。值得深深品味。



相关文章
|
5天前
|
设计模式 安全 数据库连接
后端开发中的设计模式应用
在软件开发的浩瀚海洋中,设计模式如同灯塔,为后端开发者指引方向。它们不仅仅是代码的模板,更是解决复杂问题的智慧结晶。本文将深入探讨几种常见的设计模式,包括单例模式、工厂模式和观察者模式,并揭示它们在实际应用中如何提升代码的可维护性、扩展性和重用性。通过实例分析,我们将一窥这些模式如何在后端开发中大放异彩,助力构建高效、灵活的软件系统。
|
5天前
|
设计模式 Java 关系型数据库
【Java笔记+踩坑汇总】Java基础+JavaWeb+SSM+SpringBoot+SpringCloud+瑞吉外卖/谷粒商城/学成在线+设计模式+面试题汇总+性能调优/架构设计+源码解析
本文是“Java学习路线”专栏的导航文章,目标是为Java初学者和初中高级工程师提供一套完整的Java学习路线。
|
7天前
|
设计模式 数据库连接 PHP
PHP中的设计模式应用与最佳实践
在本文中,我们将探讨PHP设计模式的应用和最佳实践。通过深入分析,揭示如何在实际项目中有效利用设计模式来优化代码结构、提升系统灵活性和维护性,并分享一些常见设计模式的实际应用案例。无论你是PHP初学者还是经验丰富的开发者,这篇文章都会对你有所帮助。
|
25天前
|
设计模式 算法 开发者
深入理解工厂模式与策略模式:设计模式的灵活应用
深入理解工厂模式与策略模式:设计模式的灵活应用
|
3天前
|
设计模式 算法 PHP
PHP中的设计模式:策略模式的应用与实践
在软件开发中,设计模式是解决问题的最佳实践。本文将探讨PHP中的策略模式,通过实际应用案例,展示如何有效地使用策略模式来提高代码的灵活性和可维护性。我们将从基本概念入手,逐步深入到实际编码,最终实现一个具有策略模式的应用。
|
19天前
|
前端开发 C# 设计模式
“深度剖析WPF开发中的设计模式应用:以MVVM为核心,手把手教你重构代码结构,实现软件工程的最佳实践与高效协作”
【8月更文挑战第31天】设计模式是在软件工程中解决常见问题的成熟方案。在WPF开发中,合理应用如MVC、MVVM及工厂模式等能显著提升代码质量和可维护性。本文通过具体案例,详细解析了这些模式的实际应用,特别是MVVM模式如何通过分离UI逻辑与业务逻辑,实现视图与模型的松耦合,从而优化代码结构并提高开发效率。通过示例代码展示了从模型定义、视图模型管理到视图展示的全过程,帮助读者更好地理解并应用这些模式。
34 0
|
19天前
|
设计模式 安全 数据库连接
|
21天前
|
设计模式 JavaScript 前端开发
从工厂到单例再到策略:Vue.js高效应用JavaScript设计模式
【8月更文挑战第30天】在现代Web开发中,结合使用JavaScript设计模式与框架如Vue.js能显著提升代码质量和项目的可维护性。本文探讨了常见JavaScript设计模式及其在Vue.js中的应用。通过具体示例介绍了工厂模式、单例模式和策略模式的应用场景及其实现方法。例如,工厂模式通过`NavFactory`根据用户角色动态创建不同的导航栏组件;单例模式则通过全局事件总线`eventBus`实现跨组件通信;策略模式用于处理不同的表单验证规则。这些设计模式的应用不仅提高了代码的复用性和灵活性,还增强了Vue应用的整体质量。
14 0
|
1月前
|
Java 关系型数据库 MySQL
"解锁Java Web传奇之旅:从JDK1.8到Tomcat,再到MariaDB,一场跨越数据库的冒险安装盛宴,挑战你的技术极限!"
【8月更文挑战第19天】在Linux上搭建Java Web应用环境,需安装JDK 1.8、Tomcat及MariaDB。本指南详述了使用apt-get安装OpenJDK 1.8的方法,并验证其版本。接着下载与解压Tomcat至`/usr/local/`目录,并启动服务。最后,通过apt-get安装MariaDB,设置基本安全配置。完成这些步骤后,即可验证各组件的状态,为部署Java Web应用打下基础。
40 1
|
1月前
|
Oracle Java 关系型数据库
Mac安装JDK1.8
Mac安装JDK1.8
280 4