java设计模式—Decorator装饰者模式

一、装饰者模式

1、定义及作用

该模式以对客户端透明的方式扩展对象的功能。

2、涉及角色
      抽象构件角色：定义一个抽象接口，来规范准备附加功能的类。

具体构件角色：将要被附加功能的类，实现抽象构件角色接口。

抽象装饰者角色：持有对具体构件角色的引用并定义与抽象构件角色一致的接口。

具体装饰角色：实现抽象装饰者角色，负责为具体构件添加额外功能。

3、简单实现 
抽象构件角色java 代码:

package com.pattern.decorator2;
/**
 * 抽象构件角色
 * @author zdw
 *
 */
public interface Component
{
    //默认方法A
    void functionA();
}

　　

具体构件角色:

package com.pattern.decorator2;
/**
 * 具体构件角色
 * @author zdw
 *
 */
public class ConcreateComponent implements Component
{

    public void functionA()
    {
        System.out.println("Function A");
    }

}

　　

抽象装饰者角色:

package com.pattern.decorator2;

/**
 * 抽象装饰者角色
 *
 * @author zdw
 *
 */
public class Decorator implements Component
{
    //抽象构件角色的引用
    private Component component;

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

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

}

　　

具体装饰者角色1:

package com.pattern.decorator2;
/**
 * 具体装饰者角色
 * @author zdw
 *
 */
public class ConcreateDecorator1 extends Decorator
{
    public ConcreateDecorator1(Component component)
    {
        super(component);
    }

    @Override
    public void functionA()
    {
        super.functionA();
        this.functionB();
    }
    //根据自己的需要扩展
    private void functionB()
    {
        System.out.println("function B");
    }
}

　　

具体装饰者角色2:

package com.pattern.decorator2;

public class ConcreateDecorator extends Decorator
{
    public ConcreateDecorator(Component component)
    {
        super(component);
    }

    @Override
    public void functionA()
    {
        super.functionA();
        this.functionC();
    }

    private void functionC()
    {
        System.out.println("fucntion C");
    }
}

　　

测试类:

package com.pattern.decorator2;

/**
 * 测试客户端
 *
 * @author zdw
 *
 */
public class Client
{

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args)
    {
        // 一层套一层，进行方法组合
        Component component = new ConcreateDecorator(new ConcreateDecorator1(
                new ConcreateComponent()));
        component.functionA();
    }

}

　　

OO原则：动态地将责任附加到对象上。想要扩展功能，装饰者提供有别于继承的另一种选择。

要点： 
1、继承属于扩展形式之一，但不见得是达到弹性设计的最佳方案。 
2、在我们的设计中，应该允许行为可以被扩展，而不须修改现有的代码。 
3、组合和委托可用于在运行时动态地加上新的行为。 
4、除了继承，装饰者模式也可以让我们扩展行为。 
5、装饰者模式意味着一群装饰者类，这些类用来包装具体组件。 
6、装饰者类反映出被装饰的组件类型（实际上，他们具有相同的类型，都经过接口或继承实现）。 
7、装饰者可以在被装饰者的行为前面与/或后面加上自己的行为，甚至将被装饰者的行为整个取代掉，而达到特定的目的。 
8、你可以有无所数个装饰者包装一个组件。 
9、装饰者一般对组建的客户是透明的，除非客户程序依赖于组件的具体类型。 
10、装饰者会导致设计中出现许多的小对象，如果过度使用，会让程序变得很复杂。

二、从java.io包看装饰模式

转自：http://tanshenghui.javaeye.com/blog/618724

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可从IO的类层次，IO框架的设计模式来论述。 

总体来说，IO可以分为字节流和字符流，不同在于字符流由字节流包装而来，在IO读入之后经过JVM处理，把字节流转换成字符流。而字符流的字符采用哪种字符编码实现由JVM默认编码决定。 
而每个流都分输入和输出，所以，总体来说，IO有四个顶层类： 
InputStream 
OutputStream 
Reader 
Writer 

而作为机器级别与机器交互的则是字节流： 
InputStream 
OutputStream 

以IO的中间类，进行字节流到字符流的转换过渡，通常可作为字符流类的构造参数，可指定编码： 
InputStreamReader 
OutputStreamWriter 

而字节流和字符流的缓冲容器来看有byte和char之分，所以派生出： 
ByteArrayInputStream 
ByteArrayOutputStream 
CharArrayInputStream 
CharArrayOutputStream 

以上类只是表示流的表示形式，而在传输形式上还表现为是否有缓冲。所以，可以派生出子类为可缓冲类： 
BufferInputStream 
BufferOutputStream 
BufferReader 
BufferWriter 

每一个顶层类都有对目录文件（File）的支持： 
FileInputStream 
FileOutputStream 
FileReader 
FileWriter 

在Java中，一个强大的功能就是可以对对象进行序列化，转成二进制文件输出，也就是字节流输出而不是字符流输出，所以有顶层的InputStream和OutputStream派生类： 
ObjectInputStream 
ObjectOutputStream 

流包括了节点流和过滤流，注意的是过滤流，可在读写的同时对数据进行操作，并且实现了同步操作，顶层过滤流类： 
FilterInputStream 
FilterOutputStream 
其子类则在其基础上，对节点流进行封装，常见子类有： 
BufferInputStream          BufferOutputStream 
DataInputStream            DataOutputStream 
LineNumberInputStream      PrintStream 
可参考子类的构造方法。 

以上IO操作几乎就是把流装载到内存中，对其进行操作的时候是顺序读写，而需要随机读写时： 
RandomAccessFile 

从整个类框架的结构实现的接口来看，顶层类： 
InputStream implements Closable, 
OutputStream implements Closable, Flushable 
Reader implements Closable, Readable 
Writer implements Closable, Flushable, Appendable 
各个接口方法： 
Closable: close(); 
Flushable: flush(); 
Readable: read(CharBuffer cb); 
Appendable: append(); 
从IO类使用时的规则来看，实现这些方法就是很自然的了，也是必须要实现的。如：流使用完必须关闭，流输出前必须刷新。 

注意的是，这四个顶层类都没有实现Serializable接口。 
java.io.Serializable虽然属于IO框架，但其并不是直接作用于IO框架四个顶层IO类及其子类，而是作用于其它对象，使其可被序列化，再通过IO类对其进行输入输出。如：File、ObjectStreamClass、String。

Java IO 框架中主要应用了两个设计模式：装饰模式和适配器模式。 

姑且就把Java IO划分为元素和行为两个部分，元素则是适配，行为则是装饰加强。 

适配器模式主要在于字节流到字符流的转换和元素的包装上，如类：InputStreamReader, CharArrayReader, FileReader, PipedReader, StringReader。 
装饰模式主要在对流的强化之中，如缓冲、过滤、行定位等，如类：BufferedReader, FilterReader, LineNumberReader。 

一个典型的例子就是： 
BufferReader br = new BufferReader(new InputStreamReader(System.in)); 
综合了两种模式：把InputStream适配成InputStreamReader，再把InputStreamReader加强装饰城BufferedReader。