装饰器(Decorator)

简述：

动态的给一个对象添加一些额外的职责，就增加功能来说，相比生成子类更为灵活。

装饰器（Decorator）模式，是一种在运行期动态给某个对象的实例增加功能的方法。

在IO的Filter模式一节中其实已经讲过装饰器模式了。在Java标准库中。InputStream时抽象类。FileInputStream、ServletInputStream、Socket.getInputStream（）这些InputStream都是最终数据源。

现在，要给不同的最终数据源增加缓冲功能，计算签名功能，加密解密功能，那么，3个最终数据源，3种功能一共需要9个子类。如果继续增加最终数据源，或者增加新功能，子类会爆炸式的增长，这种设计方式显然是不可取的。

Docorator模式的目的就是把一个一个的附加功能，用Docotor的方式给一层一层的加到原始的数据源上，最终，通过组合获得我们想要的功能。

例如：给FileInputStream增加缓冲和解压压缩功能，用Docorator模式写醋回来如下：

InputStream fis =new FileInputStream("test.gz");//创建原始数据源
InputStream bis=new BufferedInputStream(fis);//增加缓冲功能
InputSream gis=new GZIPInpitStream(bis);//增加解压缩功能

或者一次性写为这样：

InputStream input=new GZIPInputStream(
            new BufferedInputStream(
                        new FileInputStream("test.gz")                       
             ) ) ;            

观察BufferedInputStream和GZIPInputStream。它们实际上都是从FilterInputStream继承的，这个FilterInputStream就是一个抽象的Decorator。我们用图把Decorator模式画出来如下：

 

 最顶层的Component是接口，对应到IO的就是InputStream这个抽象类。ComponentA，ComponentB是实际的子类，对应到IO的就是FileInputStream、ServletInputStream这些数据源。Decorator是用于实现各个符驾功能的抽象装饰器，对应到IO的就是FilterInputStream。而Docorator派生的就是一个一个的装饰器，它们每个都有独立的功能，对应到IO的就是BufferedInputStream，GZIPInputStream等。

 

Decorator模式有什么好处呢？它实际上把核心功能和附加功能给分开了。核心功能指FileInputStream这些真正读数据的源头，附加功能指加缓冲、压缩、解密这些功能。如果我们要新增核心功能，就增加Component的子类，例如ByteInputStream。如果我们要增加附加功能，就增加Decorator的子类，例如CipherInputStream。两部分都可以独立地扩展，而具体如何附加功能，由调用方自由组合，从而极大地增强了灵活性。

 

如果我们要自己设计完整的Decorator模式，应该如何设计？

假如现在我们要设置一个能够输出Html标签的文本内容，首先我们写一个顶层Component:

 

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;

/**
 * @author :wangjiazhi
 * @creatDate：2021年9月2日10点17分
 * @description：这是一个用于写出HTML文本的接口
 */
public interface TextNode {
    /**
     *
     * @param text 要处理的基本内容
     */
    void setText(String text);
    /**
     * @return 返回处理好的文本
     */
    String getText();
}

这个接口定义了基本的文本设置 文本获取。对于核心节点 ，例如<span>标签需要写一个实现类：

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;


public class SpanNode implements TextNode{
    String text;
    @Override
    public void setText(String text) {
        this.text=text;
    }

    @Override
    public  String getText() {
    return "<span>"+text+"</span>";
    }
}

可以看到，对于文本进行设置以后，文本就可以达到具有标签的效果了，然而对于一些非核心的标签，但是经常需要用到，实现便于灵活使用的效果，我们要先定义一个装饰者抽象类NodeDecorator：

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;

/**
 * @author ：wangjiazhi
 * @description：这是一个用于增强自身功能的装饰者类持有一个接口对象
 */
public abstract class NodeDecorator implements TextNode {
    //抽象类继承了接口 不必去实现接口中的所有方法  可以实现一部分 剩下的可以交给子类去实现
    TextNode textNode;
    public NodeDecorator(TextNode textNode){
        this.textNode=textNode;
    }

    @Override
    public void setText(String text) {
        this.textNode.setText(text);
    }
}

可以看到它持有一个TextNode对象，有点像代理模式。对于装饰者模式与代理模式，继承之间的联系，差异，我会在我的下一篇随笔中写到，本次只是简单的使用，只了解这种思想。
非核心的加粗标签装饰器如下：

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;

/**
 * @author :wanhjiazhi
 * @creatDate：2021年9月2日10点17分
 * @description：这是一个用于加粗的装饰者类
 */
public class BoldDecorator extends NodeDecorator {
    public BoldDecorator(TextNode textNode){
        super(textNode);
    }
    @Override
    public String getText() {
        return "<b>"+textNode.getText()+"</b>";
    }
}

非核心的斜体标签装饰器如下：

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;

public class ItalicDecorator extends NodeDecorator{
    public ItalicDecorator(TextNode textNode){
        super(textNode);
    }    @Override
    public String getText() {
        return "<i>"+textNode.getText()+"</i>";
    }
}

我们进行代码的演示：

package 装饰者模式.HTML文本处理样例;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        TextNode textNodeSpan=new SpanNode();
        TextNode textNodeBoldSpan=new BoldDecorator(new SpanNode());
        TextNode textNodeItalicBoldSpan=new ItalicDecorator(new BoldDecorator(new SpanNode()));
        textNodeSpan.setText("hello world");
        textNodeBoldSpan.setText("hello world");
        textNodeItalicBoldSpan.setText("hello world");
        System.out.println(textNodeSpan.getText());//<span>hello world</span>
        System.out.println(textNodeBoldSpan.getText());//<b><span>hello world</span></b>
        System.out.println(textNodeItalicBoldSpan.getText());//<i><b><span>hello world</span></b></i>
    }
}

 

对于这种模式的理解：可以看出来，可以灵活的层层嵌套达到各种标签的搭配，相比单纯继承实现更加灵活。

结构图如下：

结语：

使用Decorator模式，可以独立增加核心功能，也可以独立增加附加功能，二者互不影响；

可以在运行期动态地给核心功能增加任意个附加功能。