裝飾者模式 Decoration

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1.什麼是裝飾者模式 動態給對象增加功能，從一個對象的外部來給對象添加功能，相當於改變了對象的外觀，比用繼承的方式更加的靈活。當使用裝飾後，從外部系統的角度看，就不再是原來的那個對象了，而是使用一系列的裝飾器裝飾過後的對象。 2.結構 3.示例 下麵我們用裝飾者模式實現如下的功能： 要求用戶輸入一段 ...


1.什麼是裝飾者模式

      動態給對象增加功能，從一個對象的外部來給對象添加功能，相當於改變了對象的外觀，比用繼承的方式更加的靈活。當使用裝飾後，從外部系統的角度看，就不再是原來的那個對象了，而是使用一系列的裝飾器裝飾過後的對象。

2.結構

                                                                            

　　　　角色：
　　　　Component:組件對象的抽象介面，可以給這些對象動態的增加職責/功能。
　　　　ConcreteComponent:具體的組件的對象，實現組件對象的介面，是被裝飾器裝飾的原始對象，即可以給這個對象動態的添加職責。
　　　　Decorator:所有裝飾器的抽象父類，實現了組件對象的介面，並且持有一個組件對象（被裝飾的對象）。
　　　　ConcreteDecorator:具體的裝飾器，具體實現向裝飾對象添加功能。

3.示例

　　　下麵我們用裝飾者模式實現如下的功能：
　　　　要求用戶輸入一段文字，比如 Hello Me，然後屏幕輸出幾個選項
　　　　1 ：加密
　　　　2 ：反轉字元串
　　　　3：轉成大寫

　　　　4：轉成小寫
　　　　5：擴展或者剪裁到10個字元，不足部分用！補充
　　　　6:用戶輸入 任意組合，比如 1，3 表示先執行1的邏輯，再執行3的邏輯
　　　　根據用戶輸入的選擇，進行處理後，輸出結果

 

//組件對象的介面
public interface ICompoment {

     String display(String str);
}
//具體的組件對象
public class DetailCompoment implements ICompoment {
    @Override
    public String display(String str) {
        System.out.println("原來內容："+str);
        return str;
    }
}
//所有裝飾器的父類，實現了組件介面
public abstract class Decorator implements ICompoment{
      //持有了一個組件對象
      protected ICompoment compoment;

      public Decorator(ICompoment compoment) {
            this.compoment = compoment;
      }

      @Override
      public String display(String str) {
            return compoment.display(str);
      }
      //對組件對象進行裝飾的抽象方法
      public abstract String transform(String str);
}
//加密、解密工具類
public class EnDecodeUtil {

    private static final char password='a';

    public static String encodeDecode(String str){
        char[] chars = str.toCharArray();
        for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
            chars[i] = (char) (chars[i] ^ password);
        }
        return new String(chars);
    }
}
//加密裝飾器
public class EncodeDecorator extends Decorator {

    public EncodeDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        return transform(display);
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke EncodeDecorator....");
       return EnDecodeUtil.encodeDecode(str);
    }
}
//解密裝飾器
public class DecodeDecorator extends Decorator {

    public DecodeDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        return transform(display);
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke DecodeDecorator...");
        return EnDecodeUtil.encodeDecode(str);
    }
}
//反轉 裝飾器
public class ReverseDecorator extends Decorator {

    public ReverseDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke ReverseDecorator....");
        StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
        return sb.reverse().toString();
    }

}
//轉為大寫的裝飾器
public class UpperDecorator extends Decorator {
    public UpperDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke UpperDecorator....");
        return str.toUpperCase();
    }
}
//轉為小寫的裝飾器
public class LowerDecorator extends Decorator{
    public LowerDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke lowerDecorator....");
        return str.toLowerCase();
    }
}
//裁剪、擴充裝飾器
public class ExtendOrSplitDecorator extends Decorator {
    public ExtendOrSplitDecorator(ICompoment compoment) {
        super(compoment);
    }

    @Override
    public String display(String str) {
        String display = super.display(str);
        String transform = transform(display);
        return transform;
    }

    @Override
    public String transform(String str) {
        System.out.println("invoke ExtendOrSplitDecorator....");
        if (str != null) {
            if (str.length() > 10) {
                return str.substring(0,10);
            }else{
                int repeatCount = 10 -str.length();
                StringBuilder sb = new StringBuilder(str);
                for (int i = 0; i < repeatCount; i++) {
                    sb.append("!");
                }
                return sb.toString();
            }
        }
        return null;
    }
}
//測試代碼
public static void main(String[] args) {
        //將輸入內容轉為大寫，再反轉
        ReverseDecorator reverseDecorator = new ReverseDecorator(new UpperDecorator(new DetailCompoment()));
        String display = reverseDecorator.display("wo shi zhongguo ren.");
        System.out.println(display);

        //將輸入內容轉為小寫，在裁剪或者擴展
        ExtendOrSplitDecorator decorator = new ExtendOrSplitDecorator(new LowerDecorator(new DetailCompoment()));
        String display1 = decorator.display("I Love");
        System.out.println(display1);

        //將輸入內容轉為小寫，再反轉，然後加密
        EncodeDecorator decorator1 = new EncodeDecorator(new ReverseDecorator(new LowerDecorator(new DetailCompoment())));
        String display2 = decorator1.display("頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC");
        System.out.println(display2);
        System.out.println("++++++++++");
        //將輸入內容先反轉、再轉為小寫，然後加密
        EncodeDecorator decorator2 = new EncodeDecorator(new LowerDecorator(new ReverseDecorator(new DetailCompoment())));
        String display3 = decorator2.display("頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC");
        System.out.println(display3);

        System.out.println("============");
        //對上面的加密內容，進行解密
        DecodeDecorator decodeDecorator = new DecodeDecorator(decorator1);
        String display4 = decodeDecorator.display("頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC");
        System.out.println(display4);
    }

控制台輸出：

原來內容：wo shi zhongguo ren.
invoke UpperDecorator....
invoke ReverseDecorator....
.NER OUGGNOHZ IHS OW
原來內容：I Love
invoke lowerDecorator....
invoke ExtendOrSplitDecorator....
i love!!!!
原來內容：頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC
invoke lowerDecorator....
invoke ReverseDecorator....
invoke EncodeDecorator....
 URSP[晎硠宧蠭釵A｠湎玁玬裌倖杍斄A榪SP帕PUXPｻ宧杛細頗
++++++++++
原來內容：頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC
invoke ReverseDecorator....
invoke lowerDecorator....
invoke EncodeDecorator....
 URSP[晎硠宧蠭釵A｠湎玁玬裌倖杍斄A榪SP帕PUXPｻ宧杛細頗
============
原來內容：頂級機密：1941年12月 日本偷襲珍珠港！ 銀行密碼是:1234ADC
invoke lowerDecorator....
invoke ReverseDecorator....
invoke EncodeDecorator....
invoke DecodeDecorator...
cda4321:是碼密行銀 ！港珠珍襲偷本日 月21年1491：密機級頂

 

4.裝飾者模式在jdk中的應用I/O

                                                 

　　　　InputStream 相當於裝飾者模式的Component
　　　　FileInputStream,ByteArrayInputStream,ObjectInputStream這些對象直接繼承了InputStream,相當於裝飾者模式中的ConcreteComponent
　　　　FilterInputStream 繼承了InputStream,並且持有了一個InputStream ,相當於裝飾者模式中的Decorator
　　　　BufferedInputStream,PushbackInputStream,LineNumberInputStream,DataInputStream繼承了FilterInputStream,相當於裝飾者模式中的ConcreteDecorator

 

 //這裡FileInputStream 相當於組件對象，BufferedInputStream這個裝飾器裝飾了FileInputStream對象
            BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File("fileName")));
            byte[] buff = new byte[1024];
            bis.read(buff);
            System.out.println(new String(buff));

 

5.優點、缺點，使用場合

　　優點：
　　　　1.比繼承更靈活
    　　　　從為對象添加功能的角度來看，裝飾者模式比繼承更為靈活。繼承是靜態的，一旦繼承，所有的子類都有一樣的功能。裝飾者模式採用把功能分離到每個裝飾器當中，
    　　　通過對象組合的方式，在運行時動態的組合功能，被裝飾對象最終由哪些功能，是由運行時動態組合的功能決定的。
　　　　2.復用功能更容易
    　　　　裝飾模式把一系列複雜的功能分散到每個裝飾器中，一般情況下每個裝飾器只實現一個功能，使得實現裝飾器變得簡單，有利於裝飾器功能的復用，可以給一個對象添加
    　　　　多個裝飾器，也可以把一個裝飾器裝飾多個對象，從而實現復用裝飾器的功能。
　　　　3.簡化高層定義
    　　　　裝飾者模式可以通過組合裝飾器的方式，為對象添加任意多的功能；因此在高層定義的時候，不必把所有的功能都定義處理，只需要定義最基本的就可以了，在需要的時候可以
    　　　　通過組合裝飾器的方式來完成所需的功能。

　　缺點：會產生較多的細粒度的對象
    　　裝飾模式把一系列複雜的功能分散到每個裝飾器中，一般情況下每個裝飾器只實現一個功能，這樣會產生很多細粒度的對象，並且功能越複雜，細粒度對象越多。

   本質：動態組合
     註意：裝飾者模式只是改變組件對象的外觀Facde,並沒有改變其內核

　　使用場合：
 　　　　如果需要再不影響其他對象的情況下，以動態、透明的方式給對象增加職責，可以使用裝飾者模式。
 　　　　如果不適合使用子類進行擴展的時候，可以考慮使用裝飾者模式。裝飾者模式使用的是對象組合的方式。 不適合子類擴展：比如擴展功能需要的子類太多，造成子類數量呈爆炸性增長。

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