钢铁侠也是个设计模式高手
作者：宋学方
来源：IT服务圈儿原创作品，转载请联系微信jb_quaner。
什么是装饰器模式
装饰器模式的说明：动态地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。原文是：
Attach additional responsibilities to an object dynamically keeping the same interface.Decorators provide a flexible alternative to subclassing for extending functionality.
从这段话可以看到装饰器的特点：动态地为对象增加新的功能，即扩展原有对象的功能。
装饰器的优点，至少是相比于继承来说，“更有弹性”，怎么理解呢，装饰器模式相比生成子类更为灵活,简单理解就是继承扩展是静态的，是在编译期间确定的，而装饰器是“动态”的，是在运行时灵活装配出来的。
装饰器模式示例
就以美国电影《钢铁侠》为例，如果托尼·史塔克在没有造出战衣之前，在考虑想拥有一个能够喷火的功能，那么如果采用继承的方式，则需要他生下一个儿子，该儿子通过基因变异出现了喷火功能，如果他又想拥有飞行功能怎么办呢，原来那个儿子的基因已经确定了，不可能拥有飞行的功能了，怎么办呢，只能再生一个儿子，拥有飞行的基因才行，想想都不灵活。这时候装饰模式来解决这个问题，托尼·史塔克不需要“生儿子”动作那么大，只需要打造一个支持扩展功能的钢铁战衣（装饰器）就可以，他自身相当于是具体的待装饰的组件，当需要喷火时，只需要在战衣上增加喷火器就可以，如果又想飞行，只需要在战衣上增加飞行装置就行，当然，如果不想喷火了，拆掉就行了，灵活。
如下图所示为继承图：
如下图所示为装饰器模式图：
按照UML图来展示如下图所示：
代码如下所示：
1.人形接口定义了所有实现人形接口的子类均需要实现action方法。
public interface IPeopleLikeInterface {
public void action();
}
2.TonyStark子类实现了IPeopleLikeInterface接口，定义了TonyStark所具有的行为能力：
public class TonyStark implements IPeopleLikeInterface {
@Override
public void action() {
System.out.println("I am TonyStark");
}
}
3.BattleSuit抽象类，同样实现了IPeopleLikeInterface 接口，与TonyStark不同的是，BattleSuit抽象类还包括一个IPeopleLikeInterface 接口的引用，该引用就是需要被装饰（或被增强）的对象的引用。
public class BattleSuit implements IPeopleLikeInterface {
private IPeopleLikeInterface people;
@Override
public void action() {
}
public IPeopleLikeInterface getPeople() {
return people;
}
public void setPeople(IPeopleLikeInterface people) {
this.people = people;
}
}
4.相应的FireSuit子类，继承自BattleSuit抽象类，实现了自己的action方法，该行为就是增强或装饰的功能。
public class FireSuit extends BattleSuit {
@Override
public void action()
{
super.getPeople().action();
System.out.println("Fire on !!");
}
}
5.与FireSuit子类类似的是可飞行功能增强，如下所示：
public class FlySuit extends BattleSuit {
@Override
public void action()
{
super.getPeople().action();
System.out.println("Fly !!");
}
}
至此对象间的结构构建完成，那么在实际使用过程中是如何动态增强TonyStark的功能的呢，如下图所示：
public class DecorateRun {
public void main(String[] args)
{
/**
* 初始化一个TonyStark对象
*/
IPeopleLikeInterface tonyStark = new TonyStark();
/**
* 当需要使TonyStark具有喷火功能时
*/
BattleSuit battleSuit = new FireSuit();
battleSuit.setPeople(tonyStark);
/**
* 使用喷火功能
*/
battleSuit.action();
/**
* 当需要使TonyStark具有飞行功能时
*/
BattleSuit battleSuit2 = new FlySuit();
battleSuit.setPeople(tonyStark);
/**
* 使用飞行功能
*/
battleSuit2.action();
}
}
从JAVA源码中探寻装饰器模式
好了，接下来我们看一下成熟的java 源码中流机制是如何使用装饰模式的。
java语言采用流的机制来实现输入/输出。所谓流，就是数据的有序流动，流可以是从某个源出来，到某个目的地去。根据流的方向可以将流分成输出流和输入流。程序通过输入流读取数据，通过输出流写出数据。例如：一个java程序可以使用FileInputStream类从一个磁盘文件读取数据，如下图：
我们先看一下Java输入流的类层次结构，如下图所示：
我们以红框标识的类为例，说明Java输入流如何使用装饰器设计模式。
首先看一下这几个类的用途。
我们以红框标识的类为例，说明Java输入流如何使用装饰器设计模式。
首先看一下这几个类的用途。
1.抽象类InputStream，是所有输入流的基类。
public abstract class InputStream implements Closeable
2.FileInputStream，从磁盘文件中直接读取文件，每次读取一个字节。
public
class FileInputStream extends InputStream
/**
* Reads a byte of data from this input stream. This method blocks
* if no input is yet available.
*
* @return the next byte of data, or <code>-1</code> if the end of the
* file is reached.
* @exception IOException if an I/O error occurs.
*/
public int read() throws IOException {
return read0();
}
如下图所示为最基础用法：
FileInputStream inputStream = new FileInputStream("d://1.txt");
int len;
/**
* 一次读取字节,每读取一个字节都要实现一次与硬盘的交互操作
*
*/
while ((data= inputStream.read()) != -1) {
}
当然也可以每次读取更多字节，以减少与硬盘的IO交互次数，如下图所示：
FileInputStream inputStream = new FileInputStream("d://1.txt");
int len;
byte[] bs = new byte[1024];
//这里添加了一个缓存数组，每次从硬盘读取1024个字节，也就是说，每读取1024个字节才与硬盘实现一次交互
while ((len = inputStream.read(bs)) != -1) {
}
实际上java提供了一种更为快速的实现方案，即引入BufferInputStream,此时调用read方法仍然是获取1字节，但是有内存缓存中读取，超过8k后，再与硬盘做次交互，一次性读取缓存中8k如下图所示：
FileInputStream inputStream = new FileInputStream("d://1.txt");
BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(inputStream); //默认有8k的缓存
int len;
byte[] bs = new byte[1024];
while ((len = bis.read()) != -1) {
}
很显然，BufferInputStream就是一个装饰器，FileInputStream一是原始对象，类似于TonyStark的角色，通过BufferInputStream来对FileInputStream的功能进行增强。
我们看一下InputStream，FileInputStram、BufferInputStream之间的依赖关系图，看是否是装饰器模式。
可以看到FilterInputStream持有一个InputStream的引用，具备了增强的类结构，
BufferedInputStream、DataInputStream、LineNumberInputStream、PushbackInputStream 均是实现FilterInputStream的具体装饰类，用于装饰或增强原始对象的功能。
装饰器模式各角色定义
至此，我们再搬出装饰器模式的各角色定义，如上图所标示：
（1）抽象构件，如InputStream类，抽象类，定义统一的接口。
（2） 具体构建（Concrete Component）角色：如FileInputStream原始流处理器扮演。它们实现了抽象构建角色所规定的接口，可以被装饰流处理器所装饰。
（3） 抽象装饰（Decorator）角色：如FilterInputStream，它实现了InputStream所规定的接口。（4）具体装饰（Concrete Decorator）角色，如DateInputStream、BufferedInputStream 等，实现原始对象功能增强。
关于作者
宋学方 一个略懂一二但饱含热情的编码人
作者：宋学方
原文链接：https://blog.csdn.net/songxuefang/article/details/105916838
声明：本文为 程序员架构 原创投稿，未经允许请勿转载。
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