包装模式就是这么简单啦

前言

只有光头才能变强

回顾前面:

前一篇已经讲解了代理模式了,今天要讲解的就是装饰模式啦~

在看到FilterInputStreamFilterOutputStream时看到了之前常听见的装饰模式(对IO一定了解的同学可能都会知道那么一句话:在IO用得最多的就是装饰模式了)!

其实无论是代理模式还是装饰模式。本质上我认为就是对原有对象增强的方式~

那么接下来就开始吧,如果文章有错误的地方请大家多多包涵,不吝在评论区指正哦~

声明:本文使用JDK1.8

一、对象增强的常用方式

很多时候我们可能对Java提供给我们的对象不满意,不能满足我们的功能。此时我们就想对Java原对象进行增强,能够实现我们想要的功能就好~

一般来说,实现对象增强有三种方式:

1.1继承

最简单的方式就是继承父类,子类扩展来达到目的。虽然简单,但是这种方式的缺陷非常大

  • 一、如果父类是带有数据、信息、属性的话,那么子类无法增强。
  • 二、子类实现了之后需求无法变更,增强的内容是固定的。

1.1.1第一点

第一点就拿以前在学JDBC的时候来说:

  • 当时想要自己写一个简易的JDBC连接池,连接池由List<Connection>来管理。显然我们的对象是Connection,当写到close()方法的时候卡住了。
  • 因为我们想要的功能是:调用close()是让我们的Connection返回到“连接池”(集合)中,而不是关闭掉。
  • 此时我们不能使用继承父类的方式来实现增强。因为Connection对象是由数据库厂商来实现的,在得到Connection对象的时候绑定了各种信息(数据库的username、password、具体的数据库是啥等等)。我们子类继承Connection是无法得到对应的数据的!就更别说调用close()方法了。

1.1.2第二点

第二点我也举个例子:

现在我设计一个电话类:

public class Phone {
    // 可以打电话
    public void call() {
        System.out.println("打电话给周围的人关注公众号Java3y");
    }
}

此时,我想打电话之前能听彩铃,于是我继承Phone类,实现我想要的功能。

public class MusicPhone extends Phone {

    // 听彩铃
    public void listenMusic() {
        System.out.println("我怀念的是无话不说,我怀念的是一起做梦~~~~~~");
    }

    @Override
    public void call() {

        // 在打电话之前听彩铃
        listenMusic();

        super.call();
    }
}

我们的功能就做好了:

  • 此时,我又突然想实现多一个需求了,我想要听完电话之后告诉我一下当前的时间是多少。没事,我们又继承来增强一下:
// 这里继承的是MusicPhone类
public class GiveCurrentTimePhone extends MusicPhone {

    // 给出当前的时间
    public void currentTime() {
        System.out.println("当前的时间是:" + System.currentTimeMillis());
    }

    @Override
    public void call() {
        super.call();

        // 打完电话提示现在的时间是多少啦
        currentTime();
    }
}

所以我们还是可以完成任务滴:

可是我需求现在又想变了:

  • 我不想听彩铃了,只想听完电话通知一下时间就好了……..(可是我们的通知时间电话类是继承在听彩铃的电话类基础之上的),,,
  • 我又有可能:我想在听电话之前报告一下时间,听完电话听音乐!…
  • 如果需求变动很大的情况下,而我们又用继承的方式来实现这样会导致一种现象:类爆炸(类数量激增)!并且继承的层次可能会比较多~

所以,我们可以看到子类继承父类这种方式来扩展是十分局限的,不灵活的~

因此我们就有了装饰模式

1.2装饰模式

首先我们来看看装饰模式是怎么用的吧。

1.2.1前提代码

电话接口:

// 一个良好的设计是抽取成接口或者抽象类的
public interface Phone {

    // 可以打电话
    void call();
}

具体的实现

public class IphoneX implements Phone {


    @Override
    public void call() {
        System.out.println("打电话给周围的人关注公众号Java3y");
    }
}

1.2.2包装模式实现

上面我们已经拥有了一个接口还有一个默认实现。包装模式是这样干的:

首先我们弄一个装饰器,它实现了接口,以组合的方式接收我们的默认实现类

// 装饰器,实现接口
public abstract class PhoneDecorate implements Phone {

    // 以组合的方式来获取默认实现类
    private Phone phone;
    public PhoneDecorate(Phone phone) {
        this.phone = phone;
    }

    @Override
    public void call() {
        phone.call();
    }
}

有了装饰器以后,我们的扩展都可以以装饰器为基础进行扩展,继承装饰器来扩展就好了!

我们想要在打电话之前听音乐

// 继承着装饰器来扩展
public class MusicPhone extends PhoneDecorate {

    public MusicPhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 定义想要扩展的功能
    public void listenMusic() {

        System.out.println("继续跑 带着赤子的骄傲,生命的闪耀不坚持到底怎能看到,与其苟延残喘不如纵情燃烧");

    }

    // 重写打电话的方法
    @Override
    public void call() {

        // 在打电话之前听音乐
        listenMusic();
        super.call();
    }
}

现在我也想在打完电话后通知当前的时间,于是我们也继承装饰类来扩展

// 这里继承的是MusicPhone装饰器类
public class GiveCurrentTimePhone extends PhoneDecorate  {


    public GiveCurrentTimePhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 自定义想要实现的功能:给出当前的时间
    public void currentTime() {
        System.out.println("当前的时间是:" + System.currentTimeMillis());
    }

    // 重写要增强的方法
    @Override
    public void call() {
        super.call();
        // 打完电话后通知一下当前时间
        currentTime();
    }
}

可以完成任务:

目前这样看起来,比我直接继承父类要麻烦,而功能效果是一样的….我们继续往下看~~

此时,我不想在打电话之前听到彩铃了,很简单:我们不装饰它就好了!

此时,我想在打电话前报告一下时间,在打完电话之后听彩铃。

  • 注意:虽然说要改动类中的代码,但是这种改动是合理的。因为我定义出的GiveCurrentTimePhone类MusicPhone类本身从语义上就没有规定扩展功能的执行顺序
  • 而继承不一样:先继承Phone->实现MusicPhone->再继承MusicPhone实现GiveCurrentTimePhone。这是固定的,从继承的逻辑上已经写死了具体的代码,是难以改变的。

所以我们还是可以很简单地完成功能:

二、装饰模式讲解

可能有的同学在看完上面的代码之后,还是迷迷糊糊地不知道装饰模式是怎么实现“装饰”的。下面我就再来解析一下:

  • 第一步:我们有一个Phone接口,该接口定义了Phone的功能
  • 第二步:我们有一个最简单的实现类iPhoneX
  • 第三步:写一个装饰器抽象类PhoneDecorate,以组合(构造函数传递)的方式接收我们最简单的实现类iPhoneX。其实装饰器抽象类的作用就是代理(核心的功能还是由最简单的实现类iPhoneX来做,只不过在扩展的时候可以添加一些没有的功能而已)。
  • 第四步:想要扩展什么功能,就继承PhoneDecorate装饰器抽象类,将想要增强的对象(最简单的实现类iPhoneX或者已经被增强过的对象)传进去,完成我们的扩展!

再来看看下面的图,就懂了!

往往我们的代码可以省略起来,成了这个样子(是不是和IO的非常像!)

    // 先增强听音乐的功能,再增强通知时间的功能
    Phone phone = new GiveCurrentTimePhone(new MusicPhone(new IphoneX()));

结果是一样的:

2.1装饰模式的优缺点

优点:

  • 装饰类和被装饰类是可以独立的,低耦合的。互相都不用知道对方的存在
  • 装饰模式是继承的一种替代方案,无论包装多少层,返回的对象都是is-a的关系(上面的例子:包装完还是Phone类型)。
  • 实现动态扩展,只要继承了装饰器就可以动态扩展想要的功能了。

缺点:

  • 多层装饰是比较复杂的,提高了系统的复杂度。不利于我们调试~

三、总结

最后来补充一下包装模式和代理模式的类图:

对象增强的三种方式:

  • 继承
  • 包装模式
  • 代理模式

那么只要遇到Java提供给我们的API不够用,我们增强一下就行了。在写代码时,某个类被写死了,功能不够用,增强一下就可以了!

理解包装模式,接下来就开始IO之旅咯~~~

参考资料:

  • 《设计模式之禅》
  • https://wangjingxin.top/2016/10/21/decoration/

原文发布于微信公众号 - Java3y(java3y)

原文发表时间:2018-05-08

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