Java设计模式——装饰模式

装饰模式

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装饰模式，顾名思义就是向已有的物品上添加装饰物，但是本质仍是原有的物品。
就好比为一幅画添加颜色，添加光影，加上画框等，但本质上被装饰物仍然是一幅画。

示例

该示例装饰字符串输出，为字符串输出加上左右边框，和上下边框。

类名	说明	备注
Display	用于显示字符串的抽象类	顶层功能抽象
StringDisplay	用于显示单行字符串的类	实现display的功能，此示例中表示被装饰的类
Border	用于显示装饰的边框的抽象类	包含display实例，所有装饰器的父类
SideBorder	装饰字符串左右边框的类	实现Border
FullBorder	装饰字符串周围边框的类	实现Border

示例类图如下：

显示字符串的抽象类 Display

可以显示多行字符串的抽象类

public abstract class Display {
    /**
     * 获取横向字符数
     */
    public abstract int getColumns();

    /**
     * 获取纵向行
     */
    public abstract int getRows();

    /**
     * 获取第row行字符串
     */
    public abstract String getRowText(int row);

    public final void show() {
        for (int i = 0; i < getRows(); i++) {
            System.out.println(getRowText(i));
        }
    }
}

用于显示单行字符串的类 StringDisplay

具体用于显示单行字符串的类，此示例中也作为具体被装饰的对象

public class StringDisplay extends Display {

    private String string;

    public StringDisplay(String string) {
        this.string = string;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return string.getBytes().length;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return 1;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row == 0)
            return string;
        return null;
    }
}

主要的装饰抽象类 Border

该类是装饰边框的抽象类，同时也是Display的子类。通过继承装饰物与被装饰物有了相同的方法。
从接口角度而言，装饰物与被装饰物具有一致性。

public abstract class Border extends Display {
    //表示被装饰物
    protected Display display;

    // 在生成实例的时候 通过该方法指定被装饰物
    protected Border(Display display) {
        this.display = display;
    }
}

具体的装饰类 SideBorder 和 FullBorder

SideBorder为字符串左右加入边框，FullBorder为字符串周围加上边框

public class SideBorder extends Border {
    private char borderChar;
    public SideBorder(Display display, char borderChar) {
        super(display);
        this.borderChar = borderChar;
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return display.getColumns() + 2;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return display.getRows();
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        return borderChar + display.getRowText(row) + borderChar;
    }
}

public class FullBorder extends Border {

    public FullBorder(Display display) {
        super(display);
    }

    @Override
    public int getColumns() {
        return display.getColumns() + 2;
    }

    @Override
    public int getRows() {
        return display.getRows() + 2;
    }

    @Override
    public String getRowText(int row) {
        if (row == 0) {
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else if (row == display.getRows() + 1) {
            return "+" + makeLine('-', display.getColumns()) + "+";
        } else {
            return "|" + display.getRowText(row - 1) + "|";
        }
    }

    private String makeLine(char ch, int count) {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            sb.append(ch);
        }
        return sb.toString();
    }
}

客户端调用以及结果展示

public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        Display d1 = new StringDisplay("hello,world");
        Display d2 = new SideBorder(d1, '#');
        Display d3 = new FullBorder(d1);
        d1.show();
        d2.show();
        d3.show();
        Display d4 = new SideBorder(
                new FullBorder(
                        new FullBorder(
                                new SideBorder(
                                        new FullBorder(new StringDisplay("world!!")
                                        ), '*'
                                )
                        )
                ), '/'
        );
        d4.show();
    }
}

输出结果：

hello,world
#hello,world#
+-----------+
|hello,world|
+-----------+
/+-------------+/
/|+-----------+|/
/||*+-------+*||/
/||*|world!!|*||/
/||*+-------+*||/
/|+-----------+|/
/+-------------+/

总结

装饰模式类图：

接口的透明性

在该模式中，装饰物与被装饰物具有一致性，即使被装饰物被装饰了起来，接口也不会被掩盖。
其他类仍然可以调用接口来使用，这就是接口的透明性。
装饰模式与组合模式类似，具有递归的结构。装饰物里面的被装饰物实际上也是别的被装饰物的装饰。

在不改变被装饰物的前提下增加功能

在该模式下，装饰物与被装饰物具有相同的接口，虽然接口相同，但是越装饰功能就越多。
而且完全不需要被装饰物做任何修改，就可以增加功能。
使用了委托的方式，对被装饰物提出修改的要求被委托到装饰物中去实现。

导致增加很多小类

该模式的一个缺点是会导致程序中增加很多功能类似的很小的类

java.io包与装饰模式

java.io包用到了装饰模式

例如：
使用如下方法读取文件

Reader reader = new FileReader("demo.txt");

也可以使用如下方法将文件加入到缓冲区

Reader reader = new BufferReader(new FileReader("demo.txt"));

也可以加入行号管理

Reader reader = new LineNumberReader(new BufferReader(new FileReader("demo.txt")));

参考

《图解设计模式》 日:结城浩 著，杨文轩 译