装饰者模式 Decoration

1.什么是装饰者模式

      动态给对象增加功能,从一个对象的外部来给对象添加功能,相当于改变了对象的外观,比用继承的方式更加的灵活。当使用装饰后,从外部系统的角度看,就不再是原来的那个对象了,而是使用一系列的装饰器装饰过后的对象。

2.结构

                                                                            

    角色:
    Component:组件对象的抽象接口,可以给这些对象动态的增加职责/功能。
    ConcreteComponent:具体的组件的对象,实现组件对象的接口,是被装饰器装饰的原始对象,即可以给这个对象动态的添加职责。
    Decorator:所有装饰器的抽象父类,实现了组件对象的接口,并且持有一个组件对象(被装饰的对象)。
    ConcreteDecorator:具体的装饰器,具体实现向装饰对象添加功能。

3.示例

   下面我们用装饰者模式实现如下的功能:
    要求用户输入一段文字,比如 Hello Me,然后屏幕输出几个选项
    1 :加密
    2 :反转字符串
    3:转成大写

    4:转成小写
    5:扩展或者剪裁到10个字符,不足部分用!补充
    6:用户输入 任意组合,比如 1,3 表示先执行1的逻辑,再执行3的逻辑
    根据用户输入的选择,进行处理后,输出结果

 

//组件对象的接口
public interface ICompoment {

     String display(String str);
}
//具体的组件对象
public class DetailCompoment implements ICompoment {
    @Override
    public String display(String str) {
        System.out.println("原来内容:"+str);
        return str;
    }
}
//所有装饰器的父类,实现了组件接口
public abstract class Decorator implements ICompoment{
      //持有了一个组件对象
      protected ICompoment compoment;

      public Decorator(ICompoment compoment) {
            this.compoment = compoment;
      }

      @Override
      public String display(String str) {
            return compoment.display(str);
      }
      //对组件对象进行装饰的抽象方法
      public abstract String transform(String str);
}
//加密、解密工具类
public class EnDecodeUtil {

    private static final char password='a';

    public static String encodeDecode(String str){
        char[] chars = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            chars[i] = (char) (chars[i] ^ password);
        }
        return new String(chars);
    }
}
//加密装饰器
public class EncodeDecorator extends Decorator {

    public EncodeDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        return transform(display);
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke EncodeDecorator....");
       return EnDecodeUtil.encodeDecode(str);
    }
}
//解密装饰器
public class DecodeDecorator extends Decorator {

    public DecodeDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        return transform(display);
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke DecodeDecorator...");
        return EnDecodeUtil.encodeDecode(str);
    }
}
//反转 装饰器
public class ReverseDecorator extends Decorator {

    public ReverseDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke ReverseDecorator....");
        StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
        return sb.reverse().toString();
    }

}
//转为大写的装饰器
public class UpperDecorator extends Decorator {
    public UpperDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke UpperDecorator....");
        return str.toUpperCase();
    }
}
//转为小写的装饰器
public class LowerDecorator extends Decorator{
    public LowerDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke lowerDecorator....");
        return str.toLowerCase();
    }
}
//裁剪、扩充装饰器
public class ExtendOrSplitDecorator extends Decorator {
    public ExtendOrSplitDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke ExtendOrSplitDecorator....");
        if (str != null) {
            if (str.length() > 10) {
                return str.substring(0,10);
            }else{
                int repeatCount = 10 -str.length();
                StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
                for (int i = 0; i < repeatCount; i++) {
                    sb.append("!");
                }
                return sb.toString();
            }
        }
        return null;
    }
}
//测试代码
public static void main(String[] args) {
        //将输入内容转为大写,再反转
        ReverseDecorator reverseDecorator = new ReverseDecorator(new UpperDecorator(new DetailCompoment()));
        String display = reverseDecorator.display("wo shi zhongguo ren.");
        System.out.println(display);

        //将输入内容转为小写,在裁剪或者扩展
        ExtendOrSplitDecorator decorator = new ExtendOrSplitDecorator(new LowerDecorator(new DetailCompoment()));
        String display1 = decorator.display("I Love");
        System.out.println(display1);

        //将输入内容转为小写,再反转,然后加密
        EncodeDecorator decorator1 = new EncodeDecorator(new ReverseDecorator(new LowerDecorator(new DetailCompoment())));
        String display2 = decorator1.display("顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC");
        System.out.println(display2);
        System.out.println("++++++++++");
        //将输入内容先反转、再转为小写,然后加密
        EncodeDecorator decorator2 = new EncodeDecorator(new LowerDecorator(new ReverseDecorator(new DetailCompoment())));
        String display3 = decorator2.display("顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC");
        System.out.println(display3);

        System.out.println("============");
        //对上面的加密内容,进行解密
        DecodeDecorator decodeDecorator = new DecodeDecorator(decorator1);
        String display4 = decodeDecorator.display("顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC");
        System.out.println(display4);
    }

控制台输出:

原来内容:wo shi zhongguo ren.
invoke UpperDecorator....
invoke ReverseDecorator....
.NER OUGGNOHZ IHS OW
原来内容:I Love
invoke lowerDecorator....
invoke ExtendOrSplitDecorator....
i love!!!!
原来内容:顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC
invoke lowerDecorator....
invoke ReverseDecorator....
invoke EncodeDecorator....
 URSP[晎硠宧蠭钗A⦆湎玁玬裌倖杍斄A杩SP帕PUXPサ宧杛细頗
++++++++++
原来内容:顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC
invoke ReverseDecorator....
invoke lowerDecorator....
invoke EncodeDecorator....
 URSP[晎硠宧蠭钗A⦆湎玁玬裌倖杍斄A杩SP帕PUXPサ宧杛细頗
============
原来内容:顶级机密:1941年12月 日本偷袭珍珠港! 银行密码是:1234ADC
invoke lowerDecorator....
invoke ReverseDecorator....
invoke EncodeDecorator....
invoke DecodeDecorator...
cda4321:是码密行银 !港珠珍袭偷本日 月21年1491:密机级顶

 

4.装饰者模式在jdk中的应用I/O

                                                 

    InputStream 相当于装饰者模式的Component
    FileInputStream,ByteArrayInputStream,ObjectInputStream这些对象直接继承了InputStream,相当于装饰者模式中的ConcreteComponent
    FilterInputStream 继承了InputStream,并且持有了一个InputStream ,相当于装饰者模式中的Decorator
    BufferedInputStream,PushbackInputStream,LineNumberInputStream,DataInputStream继承了FilterInputStream,相当于装饰者模式中的ConcreteDecorator

 

 //这里FileInputStream 相当于组件对象,BufferedInputStream这个装饰器装饰了FileInputStream对象
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("fileName")));
            byte[] buff = new byte[1024];
            bis.read(buff);
            System.out.println(new String(buff));

 

5.优点、缺点,使用场合

  优点:
    1.比继承更灵活
    从为对象添加功能的角度来看,装饰者模式比继承更为灵活。继承是静态的,一旦继承,所有的子类都有一样的功能。装饰者模式采用把功能分离到每个装饰器当中,
   通过对象组合的方式,在运行时动态的组合功能,被装饰对象最终由哪些功能,是由运行时动态组合的功能决定的
    2.复用功能更容易
    装饰模式把一系列复杂的功能分散到每个装饰器中,一般情况下每个装饰器只实现一个功能,使得实现装饰器变得简单,有利于装饰器功能的复用,可以给一个对象添加
    多个装饰器,也可以把一个装饰器装饰多个对象,从而实现复用装饰器的功能
    3.简化高层定义
    装饰者模式可以通过组合装饰器的方式,为对象添加任意多的功能;因此在高层定义的时候,不必把所有的功能都定义处理,只需要定义最基本的就可以了,在需要的时候可以
    通过组合装饰器的方式来完成所需的功能。

  缺点:会产生较多的细粒度的对象
  装饰模式把一系列复杂的功能分散到每个装饰器中,一般情况下每个装饰器只实现一个功能,这样会产生很多细粒度的对象,并且功能越复杂,细粒度对象越多。

本质:动态组合
注意:装饰者模式只是改变组件对象的外观Facde,并没有改变其内核

  使用场合:
    如果需要再不影响其他对象的情况下,以动态、透明的方式给对象增加职责,可以使用装饰者模式。
    如果不适合使用子类进行扩展的时候,可以考虑使用装饰者模式。装饰者模式使用的是对象组合的方式。 不适合子类扩展:比如扩展功能需要的子类太多,造成子类数量呈爆炸性增长。
posted @ 2016-12-14 16:15 路易小七 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏