包裝模式就是這麼簡單啦

Java3y發表於2019-03-04
模式

前言

只有光頭才能變強

回顧前面：

前一篇已經講解了代理模式了，今天要講解的就是裝飾模式啦~

在看到FilterInputStream和FilterOutputStream時看到了之前常聽見的裝飾模式(對IO一定了解的同學可能都會知道那麼一句話：在IO用得最多的就是裝飾模式了)！

其實無論是代理模式還是裝飾模式。本質上我認為就是對原有物件增強的方式~

那麼接下來就開始吧，如果文章有錯誤的地方請大家多多包涵，不吝在評論區指正哦~

宣告：本文使用JDK1.8

一、物件增強的常用方式

很多時候我們可能對Java提供給我們的物件不滿意，不能滿足我們的功能。此時我們就想對Java原物件進行增強，能夠實現我們想要的功能就好~

一般來說，實現物件增強有三種方式：

1.1繼承

最簡單的方式就是繼承父類，子類擴充套件來達到目的。雖然簡單，但是這種方式的缺陷非常大：

  • 一、如果父類是帶有資料、資訊、屬性的話，那麼子類無法增強。
  • 二、子類實現了之後需求無法變更，增強的內容是固定的。

1.1.1第一點

第一點就拿以前在學JDBC的時候來說：

  • 當時想要自己寫一個簡易的JDBC連線池，連線池由List<Connection>來管理。顯然我們的物件是Connection，當寫到close()方法的時候卡住了。
  • 因為我們想要的功能是：呼叫close()是讓我們的Connection返回到“連線池”(集合)中，而不是關閉掉。
  • 此時我們不能使用繼承父類的方式來實現增強。因為Connection物件是由資料庫廠商來實現的，在得到Connection物件的時候繫結了各種資訊(資料庫的username、password、具體的資料庫是啥等等)。我們子類繼承Connection是無法得到對應的資料的！就更別說呼叫close()方法了。

1.1.2第二點

第二點我也舉個例子：

現在我設計一個電話類：


public class Phone {
    // 可以打電話
    public void call() {
        System.out.println("打電話給周圍的人關注公眾號Java3y");
    }
}
複製程式碼

此時，我想打電話之前能聽彩鈴，於是我繼承Phone類，實現我想要的功能。


public class MusicPhone extends Phone {
    
    // 聽彩鈴
    public void listenMusic() {
        System.out.println("我懷念的是無話不說,我懷念的是一起做夢~~~~~~");
    }

    @Override
    public void call() {

        // 在打電話之前聽彩鈴
        listenMusic();

        super.call();
    }
}
複製程式碼

我們的功能就做好了：

包裝模式就是這麼簡單啦

  • 此時，我又突然想實現多一個需求了，我想要聽完電話之後告訴我一下當前的時間是多少。沒事，我們又繼承來增強一下：

// 這裡繼承的是MusicPhone類
public class GiveCurrentTimePhone extends MusicPhone {

    // 給出當前的時間
    public void currentTime() {
        System.out.println("當前的時間是：" + System.currentTimeMillis());
    }

    @Override
    public void call() {
        super.call();

        // 打完電話提示現在的時間是多少啦
        currentTime();
    }
}

複製程式碼

所以我們還是可以完成任務滴：

包裝模式就是這麼簡單啦

可是我需求現在又想變了：

  • 我不想聽彩鈴了，只想聽完電話通知一下時間就好了........(可是我們的通知時間電話類是繼承在聽彩鈴的電話類基礎之上的),,,
  • 我又有可能：我想在聽電話之前報告一下時間，聽完電話聽音樂！...
  • 如果需求變動很大的情況下，而我們又用繼承的方式來實現這樣會導致一種現象：類爆炸(類數量激增)！並且繼承的層次可能會比較多~

所以，我們可以看到子類繼承父類這種方式來擴充套件是十分侷限的，不靈活的~

因此我們就有了裝飾模式！

1.2裝飾模式

首先我們來看看裝飾模式是怎麼用的吧。

1.2.1前提程式碼

電話介面：


// 一個良好的設計是抽取成介面或者抽象類的
public interface Phone {

    // 可以打電話
    void call();
}

複製程式碼

具體的實現：


public class IphoneX implements Phone {


    @Override
    public void call() {
        System.out.println("打電話給周圍的人關注公眾號Java3y");
    }
}

複製程式碼

1.2.2包裝模式實現

上面我們已經擁有了一個介面還有一個預設實現。包裝模式是這樣乾的：

首先我們弄一個裝飾器，它實現了介面，以組合的方式接收我們的預設實現類。


// 裝飾器，實現介面
public abstract class PhoneDecorate implements Phone {

    // 以組合的方式來獲取預設實現類
    private Phone phone;
    public PhoneDecorate(Phone phone) {
        this.phone = phone;
    }

    @Override
    public void call() {
        phone.call();
    }
}

複製程式碼

有了裝飾器以後，我們的擴充套件都可以以裝飾器為基礎進行擴充套件，繼承裝飾器來擴充套件就好了！

我們想要在打電話之前聽音樂：


// 繼承著裝飾器來擴充套件
public class MusicPhone extends PhoneDecorate {

    public MusicPhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 定義想要擴充套件的功能
    public void listenMusic() {

        System.out.println("繼續跑 帶著赤子的驕傲，生命的閃耀不堅持到底怎能看到，與其苟延殘喘不如縱情燃燒");

    }

    // 重寫打電話的方法
    @Override
    public void call() {

        // 在打電話之前聽音樂
        listenMusic();
        super.call();
    }
}

複製程式碼

包裝模式就是這麼簡單啦

現在我也想在打完電話後通知當前的時間，於是我們也繼承裝飾類來擴充套件：


// 這裡繼承的是MusicPhone裝飾器類
public class GiveCurrentTimePhone extends PhoneDecorate  {


    public GiveCurrentTimePhone(Phone phone) {
        super(phone);
    }

    // 自定義想要實現的功能：給出當前的時間
    public void currentTime() {
        System.out.println("當前的時間是：" + System.currentTimeMillis());
    }

    // 重寫要增強的方法
    @Override
    public void call() {
        super.call();
        // 打完電話後通知一下當前時間
        currentTime();
    }
}
複製程式碼

可以完成任務：

包裝模式就是這麼簡單啦

就目前這樣看起來，比我直接繼承父類要麻煩，而功能效果是一樣的....我們繼續往下看~~

此時，我不想在打電話之前聽到彩鈴了，很簡單：我們不裝飾它就好了！

包裝模式就是這麼簡單啦

此時，我想在打電話前報告一下時間，在打完電話之後聽彩鈴。

  • 注意：雖然說要改動類中的程式碼，但是這種改動是合理的。因為我定義出的GiveCurrentTimePhone類和MusicPhone類本身從語義上就沒有規定擴充套件功能的執行順序
  • 而繼承不一樣：先繼承Phone->實現MusicPhone->再繼承MusicPhone實現GiveCurrentTimePhone。這是固定的，從繼承的邏輯上已經寫死了具體的程式碼，是難以改變的。

包裝模式就是這麼簡單啦

包裝模式就是這麼簡單啦

所以我們還是可以很簡單地完成功能：

包裝模式就是這麼簡單啦

二、裝飾模式講解

可能有的同學在看完上面的程式碼之後，還是迷迷糊糊地不知道裝飾模式是怎麼實現“裝飾”的。下面我就再來解析一下：

  • 第一步：我們有一個Phone介面，該介面定義了Phone的功能
  • 第二步：我們有一個最簡單的實現類iPhoneX
  • 第三步：寫一個裝飾器抽象類PhoneDecorate，以組合(建構函式傳遞)的方式接收我們最簡單的實現類iPhoneX。其實裝飾器抽象類的作用就是代理(核心的功能還是由最簡單的實現類iPhoneX來做，只不過在擴充套件的時候可以新增一些沒有的功能而已)。
  • 第四步：想要擴充套件什麼功能，就繼承PhoneDecorate裝飾器抽象類，將想要增強的物件(最簡單的實現類iPhoneX或者已經被增強過的物件)傳進去，完成我們的擴充套件！

再來看看下面的圖，就懂了！

包裝模式就是這麼簡單啦

往往我們的程式碼可以省略起來，成了這個樣子(是不是和IO的非常像！)


    // 先增強聽音樂的功能，再增強通知時間的功能
    Phone phone = new GiveCurrentTimePhone(new MusicPhone(new IphoneX()));
複製程式碼

結果是一樣的：

包裝模式就是這麼簡單啦

2.1裝飾模式的優缺點

優點：

  • 裝飾類和被裝飾類是可以獨立的，低耦合的。互相都不用知道對方的存在
  • 裝飾模式是繼承的一種替代方案，無論包裝多少層，返回的物件都是is-a的關係(上面的例子：包裝完還是Phone型別)。
  • 實現動態擴充套件，只要繼承了裝飾器就可以動態擴充套件想要的功能了。

缺點：

  • 多層裝飾是比較複雜的，提高了系統的複雜度。不利於我們除錯~

三、總結

最後來補充一下包裝模式和代理模式的類圖：

包裝模式就是這麼簡單啦

包裝模式就是這麼簡單啦

物件增強的三種方式：

  • 繼承
  • 包裝模式
  • 代理模式

那麼只要遇到Java提供給我們的API不夠用，我們增強一下就行了。在寫程式碼時，某個類被寫死了，功能不夠用，增強一下就可以了！

理解包裝模式，接下來就開始IO之旅咯~~~

參考資料：

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