JUnit原始碼分析(四)——從Decorator模式說起

dennis_zane發表於2007-04-06
原始碼模式
    其實我這系列小文，名為原始碼分析，其實是自己讀《設計模式》的讀書筆記。Decorator模式在java的IO庫中得到應用，java的IO庫看起來複雜，其實理解了Decorator模式再回頭看可以很好理解並使用。
    Decorator模式，也就是裝飾器模式，是物件結構型模式之一。

1.意圖：動態地給一個物件新增一些額外的職責。給物件新增功能，我們首先想到的是繼承，但是如果每增一個功能都需要繼承，類的繼承體系將無可避免地變的龐大和難以理解。物件導向設計的原則：優先使用組合，而非繼承，繼承的層次深度最好不過三。

2.適用場景：
1）在不影響其他物件的情況下，以動態、透明的方式給單個物件新增額外的責任
2）處理可以撤銷的職責
3）為了避免類的數目爆炸，或者不能採用生成子類的方法進行擴充套件時

3.UML圖和協作：



Component——定義一個物件介面，可以給這些物件動態地新增職責

ConcreteComponent——定義一個物件，可以給這個物件新增職責

Decorator——維持一個指向Component的引用，並定義一個與Component一致的介面，作為裝飾類的父類

ConcreteDecorator——具體裝飾類

4.效果：
1）與靜態繼承相比，Decorator可以動態新增職責，更為靈活
2）避免產生複雜的類，通過動態新增職責，而不是一次性提供一個萬能的介面
3）缺點是將產生比較多的小物件，對學習上有難度，顯然，java.io就是這個問題

我們以一個例子來實現Decorator模式，假設這樣一個場景：在某個應用中需要列印票據，我們寫了一個PrintTicket介面，然後提供一個實現類（DefaultPrintTicket）實現列印的功能：

package com.rubyeye.design_pattern.decorator;
//抽象component介面
public interface PrintTicket {
    public void print();
}


//預設實現類，列印票據
package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class DefaultPrintTicket implements PrintTicket {

    public void print() {
        System.out.println("ticket body");
    }

}

OK,我們的功能已經實現，我們還體現了針對介面程式設計的原則，替換一個新的列印方式很靈活，但是客戶開始提需求了——人生無法避免的三件事：交稅、死亡和需求變更。客戶要求列印頁首，你首先想到的是繼承：
package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class AnotherPrintTicket implements PrintTicket {

    public void print() {
        System.out.println("ticket header");
        System.out.println("ticket body");
    }

}

請注意，我們這裡只是簡單的示例，在實際專案中也許意味著新增一大段程式碼，並且需要修改列印票據本體的功能。需求接踵而至，客戶要求新增列印頁碼，要求增加列印花紋，要求可以聯打......你的類越來越龐大，直到你看見這個類都想吐的地步！-_-。讓我們看看另一個方案，使用Decorator模式來動態地給列印增加一些功能，首先是實現一個Decorator，它需要保持一個到PrintTicket介面的引用：

package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class PrintTicketDecorator implements PrintTicket {

    protected PrintTicket printTicket;

    public PrintTicketDecorator(PrintTicket printTicket) {
        this.printTicket = printTicket;
    }

    //預設呼叫PrintTicket的print
    public void print() {
        printTicket.print();
    }

}

然後，我們實現兩個具體的裝飾類——列印頁首和頁尾：
package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class HeaderPrintTicket extends PrintTicketDecorator {

    public HeaderPrintTicket(PrintTicket printTicket){
        super(printTicket);
    }
    
    public void print() {
        System.out.println("ticket header");
        super.print();
    }
}

package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class FooterPrintTicket extends PrintTicketDecorator {
    public FooterPrintTicket(PrintTicket printTicket) {
        super(printTicket);
    }

    public void print() {
        super.print();
        System.out.println("ticket footer");
    }
}

    使用起來也很容易：
   
package com.rubyeye.design_pattern.decorator;

public class DecoratorTest {

    /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        PrintTicket print=new HeaderPrintTicket(new FooterPrintTicket(new DefaultPrintTicket()));
        print.print();
    }

}

輸出：
ticket header
ticket body
ticket footer

    瞭解了Decorator模式，我們聯絡了下JUnit裡面的應用。作為一個測試框架，應該方便地支援二次開發，也許使用者開發自己的TestCase，新增自定義的功能，比如執行重複測試、多執行緒測試等等。動態新增職責，而又不想使用靜態繼承，這正是Decorator使用的地方。在junit.extensions包中有一個TestDecorator，正是所有裝飾類的父類，也是作為二次開發的基礎，它實現了Test介面，而Test介面就是我們定義的抽象介面：
public class TestDecorator implements  Test {
    //保有一個指向Test的引用
        protected Test fTest;
       
    public TestDecorator(Test test) {
        fTest= test;
    }
        
        public void basicRun(TestResult result) {
          fTest.run(result);
        }
        public void run(TestResult result) {
           basicRun(result);
        }
        
}

Junit已經提供了兩個裝飾類：junit.extensions.ActiveTest用於處理多執行緒，junit.extensions.RepeatedTest用於執行重複測試，看看RepeatedTest是怎麼實現的：
public class RepeatedTest extends  TestDecorator {
        //重複次數
    private int fTimesRepeat;

    public RepeatedTest(Test test, int repeat) {
        super(test);
        fTimesRepeat= repeat;
    }
        public void run(TestResult result) {
        //重複執行
                for (int i= 0; i < fTimesRepeat; i++) {
            if (result.shouldStop())
                break;
            super.run(result);
        }
    }
        
}

    RepeatedTest繼承TestDecorator ，覆寫run（TestReult result）方法，重複執行，super.run(result)將呼叫傳入的TestCase的run(TestResult result)方法，這已經在TestDecorator預設實現。看看使用方式，使用裝飾模式的好處不言而喻。

TestSuite suite = new TestSuite();
suite.addTest(new TestSetup(new RepeatedTest(new Testmath("testAdd"),12)));

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