9、结构型模式-装饰器设计模式

1、如虎添翼的设计模式-装饰器设计模式

简介：讲解-装饰器设计模式介绍和应用场景

• 装饰器设计模式（Decorator Pattern）

  • 也叫包装设计模式，属于结构型模式，它是作为现有的类的一个包装，允许向一个现有的对象添加新的功能，同时又不改变其结构
  • 给对象增加功能，一般两种方式 继承或关联组合，将一个类的对象嵌入另一个对象中，由另一个对象来决定是否调用嵌入对象的行为来增强功能，这个就是装饰器模式，比继承模式更加灵活

• 应用场景

  • 小滴课堂-老王，本来计划买跑车撩妹的，结果口袋没钱，改买自行车，为了显得突出，店家提供多种改装方案，加个大的喇叭、加个防爆胎等，经过装饰之后成为目的更明确的自行车，更能解决问题。像这种不断为对象添加装饰的模式就叫 Decorator 模式，Decorator 指的是装饰物。

装饰器设计模式 装饰器设计模式

• 以动态、透明的方式给单个对象添加职责，但又能不改变其结构
• JDK源码里面应用的最多的就是IO流，大量使用装饰设计模式

装饰器设计模式

• 角色（装饰者和被装饰者有相同的超类(Component)）

  • 抽象组件（Component）

    • 定义装饰方法的规范，最初的自行车，仅仅定义了自行车的API；

  • 被装饰者（ConcreteComponent）

    • Component的具体实现，也就是我们要装饰的具体对象
    • 实现了核心角色的具体自行车

  • 装饰者组件（Decorator）

    • 定义具体装饰者的行为规范, 和Component角色有相同的接口，持有组件(Component)对象的实例引用

    • 自行车组件 都有 名称和价格

  • 具体装饰物（ConcreteDecorator）

    • 负责给构件对象装饰附加的功能
    • 比如 喇叭，防爆胎

装饰器设计模式案例实战

• 背景需求

小滴课堂-老王，由于公司发了项目奖金，不够买跑车，就先买自行车，店家里面 有小号、中号、大号等规格的自行车。
然后改造加一个喇叭，后来不够又要加多一个，一个防爆胎不够，又有两个，存在很多个随机组合的改装。
店家就苦恼了，这样的结构难搞，价格也难算，而且需求再变动，就更麻烦了。使用装饰者就可以解决这个问题

装饰器设计模式案例

• 不采用设计模式，你会怎么做？自己试试，然后看是否够灵活

• 采用装饰器设计模式编码实战

2、代码：

通用组件：

public interface Bike {
    String getDescription();
    int getPrice();
}

具体的被装饰者，ConcreteComponent

public class BigBike implements Bike{

    private String description = "大号自行车";

    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }

    /**
     * 200元是大号自行车的价格
     * @return
     */
    @Override
    public int getPrice() {
        return 200;
    }
}

具体的被装饰者，ConcreteComponent

public class SmallBike implements Bike{

    private String description = "小号自行车";

    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }

    /**
     * 100元是小号自行车的价格
     * @return
     */
    @Override
    public int getPrice() {
        return 200;
    }
}

装饰者：

public class BikeDecorator implements Bike {
    private String description = "我只是装饰器，啥都不表示，子类帮我传递";
    @Override
    public String getDescription() {
        return description;
    }
    @Override
    public int getPrice() {
        return 0;
    }
}

RSC 是防爆胎的缩写，角色 ConcreteDecorator

public class RSCBikeDecorator extends BikeDecorator {
    private String description = "增加一个防爆胎";
    private Bike bike;
    public RSCBikeDecorator(Bike bike){
        this.bike = bike;
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return bike.getDescription() + ","+ description;
    }

    /**
     * 100 是防爆胎的价格
     * @return
     */
    @Override
    public int getPrice() {
        return bike.getPrice() + 100;
    }
}

喇叭，角色 ConcreteDecorator

public class SuonaBikeDecorator extends BikeDecorator {
    private String description = "增加一个喇叭";
    private Bike bike;
    public SuonaBikeDecorator(Bike bike){
        this.bike = bike;
    }
    @Override
    public String getDescription() {
        return bike.getDescription() + ","+ description;
    }
    /**
     * 50 是唢呐喇叭的价格
     * @return
     */
    @Override
    public int getPrice() {
        return bike.getPrice() + 50;
    }
}

Main函数：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        /**
         * 大自行车 200
         * 小自行车 100
         * 防爆胎 100
         * 喇叭 50
         */

        //选个自行车
        Bike bike = new BigBike();
        //搭配了个RSC防爆胎
        bike = new RSCBikeDecorator(bike);
        bike = new RSCBikeDecorator(bike);
        //搭配了一个喇叭
        bike = new SuonaBikeDecorator(bike);
        bike = new SuonaBikeDecorator(bike);
        System.out.println(bike.getDescription()+", 价格："+bike.getPrice());
    }
}

执行结果：

大号自行车,增加一个防爆胎,增加一个防爆胎,增加一个喇叭,增加一个喇叭, 价格：500

• 优点

  • 装饰模式与继承关系的目的都是要扩展对象的功能，但装饰模式可以提供比继承更多的灵活性。
  • 使用不同的具体装饰类以及这些装饰类的排列组合，可以创造出很多不同行为的组合，原有代码无须改变，符合“开闭原则”

• 缺点

  • 装饰模式增加了许多子类，如果过度使用会使程序变得很复杂 (多层包装)
  • 增加系统的复杂度，加大学习与理解的难度

• 装饰器模式和桥接模式对比

  • 相同点都是通过封装其他对象达到设计的目的，和对象适配器也类似，有时也叫半装饰设计模式

  • 没有装饰者和被装饰者的主次区别，桥接和被桥接者是平等的，桥接可以互换，不用继承自同一个父类

    比如例子里面的，可以是Phone持有Color，也可以是Color持有Phone

装饰器设计模式案例

• 桥接模式不用使用同一个接口；装饰模式用同一个接口装饰，接口在父类中定义

3、讲解-装饰器设计模式在JDK源码里面应用场景

JDK源码里面的Stream IO流-装饰器设计模式应用

• 抽象组件（Component）：InputStream

  • 定义装饰方法的规范

• 被装饰者（ConcreteComponent) : FileInputStream 、ByteArrayInputStream

  • Component的具体实现，也就是我们要装饰的具体对象

• 装饰者组件（Decorator）：FilterInputStream

  • 定义具体装饰者的行为规范, 和Component角色有相同的接口，持有组件(Component)对象的实例引用
  • 自行车组件 都有 名称和价格

• 具体装饰物（ConcreteDecorator）:BufferedInputStream、DataInputStream

  • 负责给构件对象装饰附加的功能
  • 比如 喇叭，防爆胎

image-20200929172105246

public class FileInputStream extends InputStream
{
    /* File Descriptor - handle to the open file */
    private final FileDescriptor fd;
}

持有引用

• 应用场景

//添加了Buffer缓冲功能
InputStream inputStream = new BufferedInputStream(new FileInputStream(""));