设计模式学习（九）：装饰器模式

作者：Grey

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装饰器模式

装饰器模式是一种结构型模式。

顾名思义，就是对某个方法或者对象进行装饰，举个简单的例子，有个圆形类 Circle，我需要把这个圆形的涂上红色，其实就是新增一个装饰器来装饰这个圆形类。

如果要让装饰器通用一些，可以处理圆形类对应的抽象类 Sharp ，那么对于任意 Sharp 的子类，都可以用红色装饰器来涂红色。

示例代码如下

我们先定义 Sharp 这个抽象类

public abstract class Sharp {protected abstract void draw();
}

然后我们定义 Sharp 的装饰类 SharpDecorator ,这个类是所有装饰器类的抽象类，后续的装饰器只需要实现这个抽象类就可以对 Sharp 进行各种装饰了，

public abstract class SharpDecorator extends Sharp {protected Sharp decoratedSharp;public SharpDecorator(Sharp decoratedSharp) {this.decoratedSharp = decoratedSharp;}
}

红色装饰器实现这个抽象类即可：

public class RedSharpDecorator extends SharpDecorator {public RedSharpDecorator(Sharp decoratedSharp) {super(decoratedSharp);}private static void redIt() {System.out.println("[RED]");}@Overrideprotected void draw() {redIt();this.decoratedSharp.draw();redIt();}
}

主方法调用的时候只需要：

new RedSharpDecorator(new Circle()).draw();

UML 图如下：

说明：

1. 装饰器类和原始类继承同样的父类，这样我们可以对原始类“嵌套”多个装饰器类。

2. 装饰器类是对功能的增强，这也是装饰器模式应用场景的一个重要特点。符合“组合关系”这种代码结构的设计模式有很多，比如代理模式、桥接模式，还有现在的装饰器模式。尽管它们的代码结构很相似，但是每种设计模式的意图是不同的。就拿比较相似的代理模式和装饰器模式来说:

代理模式中，代理类附加的是跟原始类无关的功能；

装饰器模式中，装饰器类附加的是跟原始类相关的增强功能。

装饰器模式应用

在 JDK 中，BufferedInputStream 、 DataInputStream 并非继承自 InputStream ，而是另外一个叫 FilterInputStream 的类。

这是因为 InputStream 是一个抽象类而非接口，而且它的大部分函数（比如 read()、available()）都有默认实现，按理来说，我们只需要在 BufferedInputStream 类中重新实现那些需要增加缓存功能的函数就可以了，其他函数只需要复用 InputStream 的默认实现。但实际上，这样做是行不通的。对于即便是不需要增加缓存功能的函数来说，BufferedInputStream 还是必须把它重新实现一遍，简单包裹对 InputStream 对象的函数调用。那 BufferedInputStream 类就无法将最终读取数据的任务，委托给传递进来的 InputStream 对象来完成，DataInputStream 也存在跟 BufferedInputStream 同样的问题。为了避免代码重复，Java I/O 包中抽象出了一个装饰器父类 FilterInputStream，包装了 InputStream 的默认实现

package java.io;public class FilterInputStream extends InputStream {protected volatile InputStream in;protected FilterInputStream(InputStream in) {this.in = in;}public int read() throws IOException {return in.read();}public int read(byte b[]) throws IOException {return read(b, 0, b.length);}public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException {return in.read(b, off, len);}public long skip(long n) throws IOException {return in.skip(n);}public int available() throws IOException {return in.available();}public void close() throws IOException {in.close();}public synchronized void mark(int readlimit) {in.mark(readlimit);}public synchronized void reset() throws IOException {in.reset();}public boolean markSupported() {return in.markSupported();}
}

InputStream 的所有的装饰器类（ BufferedInputStream 和 DataInputStream ）都继承自这个装饰器父类。这样，装饰器类只需要实现它需要增强的方法就可以了，其他方法继承装饰器父类的默认实现。

其他应用

• Java 中的 I/O 流， Read/InputStream ,Write/OutputStream；

• Java 中的 UnmodifiableCollection；

• Spring 中的 HttpHeadResponseDecorator, 还有对 Cache 的装饰类 TransactionAwareCacheDecorator。

UML 和 代码

UML 图

代码

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设计模式学习专栏

参考资料

• Effective Java中文版（第3版）

• Head First 设计模式

• 设计模式-可复用面向对象软件的基础

• 坦克大战-马士兵

• 菜鸟教程-设计模式

• 极客时间-设计模式之美-王争