装饰者模式 Decorator Pattern

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一、是什么

1. 问题

   使用继承是静态的扩展：

   • 随着系统功能增多造成了类数量指数级增加。
   • 且基类的功能并不适用于所有子类。

2. 寻找一个设计模式原则

   开闭原则：类应该对扩展开放，对修改关闭。换句话说：在不修改类的前提下扩展类。

3. 装饰者模式定义

   动态的将责任附加到对象 上。若要扩展功能，装饰者提供了比继承更有弹性的替代方案。

   类图如下：

   

二、问答

1. AbstractDecorator 及其子类依然继承自AbstractComponent 不是吗？

   我们依然使用了继承，的确如此。不过这么做的重点在于，装饰者和被装饰者需要是同一个类型，这很关键。我们只是利用继承达到“类型匹配”，而不是利用继承获取“行为”。

2. 加入行为

   我们不是通过继承来“加入新行为”，而是通过“组合”。

3. 为什么装饰者是抽象类？

   通常使用抽象类，当然Java 中也可以使用接口，此时需要把构造函数定义在各个装饰者子类中。

三、实例

1. FilterInputStream 是InputStream 的装饰器

类图如下：

1. 介绍

   InputStream 是抽象被装饰类，ObjectInputStream, FileInputStream, ByteArrayInputStream等是可以被装饰的具体组件。

   FilterInputStream 是装饰者类（这里没有设计为抽象），BufferedInputStream, LineNumberInputSream, DataInputSream等是具体的装饰者类。

2. FilterInputStream 代码

   public class FilterInputStream extends InputStream {
   
       protected volatile InputStream in;
   
       protected FilterInputStream(InputStream in) {
           this.in = in;
       }
   
       public int read() throws IOException {
           return in.read();
       }
   
       // others
   }

   可以看到，包装类只有一个有参数的构造函数，参数是被包装类。包装类可以动态的添加功能，这里覆盖了read()并简单的调用被包装类的同名方法。

3. 一个可能的用例

   

   FileInputSream 被BufferedInputSream装饰，BufferedInputSream又被LineNumberInputSream装饰。