java程序员从笨鸟到菜鸟之(三十八)IO流之装饰器模式初探

装饰器设计模式

1 装饰器模式引出

通常为了扩展一个类(扩展方法)，有两种方式

方式1：要么直接修改类添加相应的功能，要么使用继承方式派生对应的子类来扩展

特点：采用适配器的模式，通过继承派生对应的子类来扩展功能

缺点：由于继承为类引入静态特征，并且随着扩展功能的增多，会导致子类数目的急剧增多，子类会很膨胀。

显然方式1并不可取，引出了第二种模式

方式2：使用对象组合的方式(关联)，也就是今天我们要讲的装饰器模式

装饰模式设计目的：实现动态的为对象添加功能，即从一个对象外部来给对象添加功能。

装饰器模式特点：就是基于对象组合的方式，也即动态组合的方式，可以很灵活的给对象添加所需要的功能；动态是手段，组合才是目的。

优点：装饰类和被装饰类可以独立发展，不会相互耦合，装饰模式是继承的一个替代模式，装饰模式可以动态扩展一个实现类的功能。

总之，装饰模式是通过把复杂的功能简单化，分散化，然后再运行期间，根据需要来动态组合的这样一个模式。

所以在面向对象的设计中，而我们也应该尽量使用对象组合，而不是对象继承来扩展和复用功能。

装饰器模式实例说明： 

1、孙悟空有 72 变，当他变成"庙宇"后，他的根本还是一只猴子，但是他又有了庙宇的功能。 

2、不论一幅画有没有画框都可以挂在墙上，但是通常都是有画框的，并且实际上是画框被挂在墙上。在挂在墙上之前，画可以被蒙上玻璃，装到框子里，这时画、玻璃和画框形成了一个物体。

1.2.模式结构和说明

  装饰模式的结构图

由于是针对I/O流的，所以以I/O流为例，回头再补充

Component：---InputStream

说明：组件对象的接口(或抽象类)，可以给这些对象动态的添加职责；

ConcreteComponent：---FileInputStream、DataInputStream等

说明：具体的组件对象，实现了组件接口，该对象通常就是被装饰器装饰的原始对象，称为待包装对象或被装饰者，被装饰者初始状态可以设置为自己的装饰，可以给这个对象添加职责；

Decorator：---FilterInputStream

说明：所有装饰器的基类(父类)—抽象类，需要定义一个与组件接口一致的接口

补充：装饰器的基类为什么要(继承)实现一个与组件接口一致的接口(抽象类)？

(主要是为了实现装饰器功能的复用，即具体的装饰器A可以装饰另外一个具体的装饰器B，因为装饰器类也是一个Component)，持有一个Component对象，该对象其实就是被装饰的对象(接口多态的形式)。如果不继承组件接口类，则只能为某个组件添加单一的功能，即装饰器对象不能再装饰其它的装饰器对象。通过FilterInputStream源码来看，有一个成员变量InputStream的对象，继承了组件接口(抽象类)InputStream的方法，其实还是抽象方法。

ConcreteDecorator：----DataInputStream、BufferedInputStream等

说明：具体的装饰器类，实现具体要向被装饰对象添加的功能；用来装饰具体的组件对象或者另外一个具体的装饰器对象。

分析：具体的装饰器类的每一个构造方法的形式参数都有InputStream接口(抽象类)，表明只要是该InputStream的实现类的对象都可以传递进去；且构造方法中均都有一个super(InputStream in)---指向了装饰器基类的构造方法，上面我们提到过此装饰器基类有一个成员变量：InputStream的对象。

举例j说明：参考依据---底层源码，噶没兴趣的话可以自己分析下

过程：在创建具体装饰器对象(BufferedInputStream)中把待包装--待装饰对象(FileInputStream)作为构造方法的实参传入，由于(具体装饰器---装饰器基类的子实现类)BufferedInputStream继承了装饰器基类(FilterInputStream)，首先通过super()会调用装饰器基类FilterInputStream的构造方法，而此装饰器基类有一个成员变量(组件的接口对象---InputStream)，通过装饰器基类的构造方法对其成员变量初始化；在具体装饰器类方法中可以调用被装饰对象方法的方式：通过super.方法名(参数)的方式，在具体装饰器类方法中可以调用被装饰对象方法的原因：抽象装饰基类实现了接口，并且有一个成员变量为此接口的对象，super已经由构造传递并指向了具体的某一个被装饰者类，那么调用的即为被装饰类的方法，实际上这里全是重写了被装饰对象的方法(原因：可能原来的方法不是所需)

感悟：不要被表面所迷惑，背后的力量很强大，也很复杂，共同支撑和维护着

装饰作用：通过装饰者的多层装饰，把细节变得丰富，在调用前后可以实现自己的输出，这就是装饰器所扩展的功能。

由此引出装饰器模式的特点：----判断一种模式是不是装饰器模式

百度百科中的定义：装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下，动态地扩展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象，也就是装饰来包裹真实的对象。

说明：原类---被装饰的类；使用继承--被装饰类的子类继承被装饰的类

特征：

（1） 装饰对象和真实对象(被装饰对象)有相同的接口，这样客户端对象就能以和真实对象相同的方式和装饰对象交互。
（2） 装饰对象包含一个真实对象(被装饰对象)的引用。
（3） 装饰对象接受所有来自客户端的请求，它把这些请求转发给真实的对象。
（4） 装饰对象可以在转发这些请求以前或以后增加一些附加功能。这样就确保了在运行时，不用修改给定对象的结构就可以在外部增加附加的功能。在面向对象的设计中，通常是通过继承来实现对给定类的功能扩展。

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