一、实现原理
装饰器设计模式(Decorator)是一种结构型设计模式,它允许动态地为对象添加新的行为。它通过创建一个包装器来实现,即将对象放入一个装饰器类中,再将装饰器类放入另一个装饰器类中,以此类推,形成一条包装链。这样,我们可以在不改变原有对象的情况下,动态地添加新的行为或修改原有行为。
在 Java 中,实现装饰器设计模式的步骤如下:
1、定义一个接口或抽象类,作为被装饰对象的基类。
public interface Component {
void operation();
}
在这个示例中,我们定义了一个名为 Component
的接口,它包含一个名为 operation
的抽象方法,用于定义被装饰对象的基本行为。
2、定义一个具体的被装饰对象,实现基类中的方法。
public class ConcreteComponent implements Component {
@Override
public void operation() {
System.out.println("ConcreteComponent is doing something...");
}
}
3、定义一个抽象装饰器类,继承基类,并将被装饰对象作为属性。
public abstract class Decorator implements Component {
protected Component component;
public Decorator(Component component) {
this.component = component;
}
@Override
public void operation() {
component.operation();
}
}
在这个示例中,我们定义了一个名为 Decorator
的抽象类,继承了 Component
接口,并将被装饰对象作为属性。在 operation
方法中,我们调用被装饰对象的同名方法。
4、定义具体的装饰器类,继承抽象装饰器类,并实现增强逻辑。
public class ConcreteDecoratorA extends Decorator {
public ConcreteDecoratorA(Component component) {
super(component);
}
@Override
public void operation() {
super.operation();
System.out.println("ConcreteDecoratorA is adding new behavior...");
}
}
在这个示例中,我们定义了一个名为 ConcreteDecoratorA
的具体装饰器类,继承了 Decorator
抽象类,并实现了 operation
方法的增强逻辑。在 operation
方法中,我们先调用被装饰对象的同名方法,然后添加新的行为。
5、使用装饰器增强被装饰对象。
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Component component = new ConcreteComponent();
component = new ConcreteDecoratorA(component);
component.operation();
}
}
在这个示例中,我们先创建了一个被装饰对象 ConcreteComponent
,然后通过 ConcreteDecoratorA
类创建了一个装饰器,并将被装饰对象作为参数传入。最后,调用装饰器的 operation
方法,这样就可以实现对被装饰对象的增强。
二、使用场景
在 Java 中,装饰器模式的应用非常广泛,特别是在 I/O 操作中。Java 中的 I/O 类库就是使用装饰器模式来实现不同的数据流之间的转换和增强的。
我们打开文件 a.txt,从中读取数据。其中,InputStream 是一个抽象类,FileInputStream 是专门用来读取文件流的子类。BufferedInputStream 是一个支持带缓存功能的数据读取类,可以提高数据读取的效率,具体的代码如下:
@Test
public void testIO() throws Exception {
InputStream inputStream = new FileInputStream("C:/bbb/a.txt");
//实现了包装
inputStream = new BufferedInputStream(inputStream);
byte[] bytes = new byte[1024];
int len;
while((len = inputStream.read(bytes)) != -1){
System.out.println(new String(bytes, 0, len));
}
}
其中BufferedInputStream对读取数据做了增强。
这样看来,装饰器设计模式和代理模式好像有点相似,接下来就来讨论一下它们之间的区别。
三、和代理模式的区别:
代理模式的目的是为了控制对对象的访问,它在对象的外部提供一个代理对象来控制对原始对象的访问。代理对象和原始对象通常实现同一个接口或继承同一个类,以保证二者可以互相替代。
装饰器模式的目的是为了动态地增强对象的功能,它在对象的内部通过一种包装器的方式来实现。装饰器模式中,装饰器类和被装饰对象通常实现同一个接口或继承同一个类,以保证二者可以互相替代。装饰器模式也被称为包装器模式。
代理模式中,代理类附加的是跟原始类无关的功能。
比如说,我们给service层中的每个方法的特定位置加上日志,日志本身与我们的业务逻辑并不是强相关的,而且我们之后也一般不会使用到原始对象了,而是直接面向代理开发,使用代理中的方法,代理模式的初衷是屏蔽原始对象并增强功能。
装饰器模式中,装饰器类附加的是跟原始类相关的增强功能。
就比如说上面的例子,BufferInputStream包装了一个FileInputStream,对原始对象进行了增强,而且装饰器模式支持层层包装。我们会经常使用原始类,也经常使用包装类,使用方式更灵活了,装饰器模式可以让原来功能不够强大的对象逐渐变强。