设计模式(3)——装饰者模式Java实现

装饰者模式

动态地将责任附加到对象上。在需要进行功能扩展时，装饰者模式比类继承更具有弹性，更易于扩展。

特点

1. 装饰者和被装饰者具有相同的超类型（或者实现相同的接口，或者继承相同的超类），这样装饰者可以在扩展了被装饰者原有功能的情况下，不改变对外提供的接口；
2. 因为具有相同的超类型，在任何使用被装饰者的场景下，都可以用装饰者代替，增加新的功能；
3. 可以用一个或者多个装饰者不断的包装对象，也就是不断的扩展功能；

类图

• 装饰者类中含有被装饰者超类的字段，指向被装饰者对象；

• 装饰者增加新的功能，在被装饰者基础上扩展功能

  
  
  装饰者模式类图

自定义Java IO的装饰者模式实现

java.io包下的IO输入输出接口大量使用装饰者模式。继承InputStream类，自定义实现一个类用于读取文件，将英文字母转换为大写的例子。
自定义类UpperCaseFileInputStream，包含被装饰对象的引用，重载read()方法，在原有的读取功能基础上，扩展新功能，ASCII码减32，转化为大写字母。
下面代码实现了基本的转换大写字母功能，只是为了展示装饰者模式，另代码简化，忽略了ASCII校验，容错，空指针等健壮性辅助功能，在实际开发中这些都是必要添加的。

public class UpperCaseFileInputStream extends InputStream {
    //被装饰的对象
    private InputStream in;

    public UpperCaseFileInputStream(InputStream in) {
        this.in = in;
    }

    @Override
    //读取方法，读取功能的基础上增加大写转换
    public int read() throws IOException {
        int by = in.read();
        if (-1 == by){
            return -1;
        }
        //ASCII码减32，转化为大写
        by = by - 32;
        return by;
    }

    @Override
    public void close() throws IOException {
        in.close();
    }
}

测试用例
decorator_test文件内容如下

decorator_test文件内容

public class Decorator {
    public static void main(String[] args){
        String fileName = "decorator_test";
        File file = new File(fileName);
        FileInputStream in = null;
        UpperCaseFileInputStream sin = null;
        try {
            int by = 0;
            in = new FileInputStream(file);
            while ((by = in.read()) != -1){
                System.out.print((char)by);
            }
            System.out.println();
            System.out.println("-----------上面是原始输出，下面是添加装饰者后的输出-------");
            sin = new UpperCaseFileInputStream(new FileInputStream(file));
            while ((by = sin.read()) != -1){
                System.out.print((char)by);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                assert in != null;
                in.close();
                assert sin != null;
                sin.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

执行结果

decoratorpattern
-----------上面是原始输出，下面是添加装饰者后的输出-------
DECORATORPATTERN

总结

装饰者模式在对原有被装饰者功能扩展时被应用，与被装饰者继承相同的超类型，并且类字段中具有被装饰者的引用变量。装饰者的新功能不是继承超类，而是通过组合对象实现的。装饰者模式在扩展功能上实现简单方便，不过过度的使用也会造成设计中存在大量的小类。