装饰器模式主要解决继承关系过于复杂的问题,通过组合来替代继承。它主要的作用是给原始类添加增强功能。这也是判断是否该用装饰器模式的一个重要的依据。除此之外,装饰器模式还有一个特点,那就是可以对原始类嵌套使用多个装饰器。为了满足这个应用场景,在设计的时候,装饰器类需要跟原始类继承相同的抽象类或者接口。
以jdk中的读文件相关类为例,说明装饰器模式的作用。
public abstract class InputStream { //... public int read(byte b[]) throws IOException { return read(b, 0, b.length); } public int read(byte b[], int off, int len) throws IOException { //... } public long skip(long n) throws IOException { //... } public int available() throws IOException { return 0; } public void close() throws IOException {} public synchronized void mark(int readlimit) {} public synchronized void reset() throws IOException { throw new IOException("mark/reset not supported"); } public boolean markSupported() { return false; } } public class BufferedInputStream extends InputStream { protected volatile InputStream in; protected BufferedInputStream(InputStream in) { this.in = in; } //...实现基于缓存的读数据接口... } public class DataInputStream extends InputStream { protected volatile InputStream in; protected DataInputStream(InputStream in) { this.in = in; } //...实现读取基本类型数据的接口 }
看了上面的代码,你可能会问,那装饰器模式就是简单的“用组合替代继承”吗?当然不是。从 Java IO 的设计来看,装饰器模式相对于简单的组合关系,还有两个比较特殊的地方。第一个比较特殊的地方是: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。比如,下面这样一段代码,我们对 FileInputStream 嵌套了两个装饰器类:BufferedInputStream 和 DataInputStream,让它既支持缓存读取,又支持按照基本数据类型来读取数据。
InputStream in = new FileInputStream("/user/wangzheng/test.txt"); InputStream bin = new BufferedInputStream(in); DataInputStream din = new DataInputStream(bin); int data = din.readInt();
第二个比较特殊的地方是: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。实际上,符合“组合关系”这种代码结构的设计模式有很多,比如之前讲过的代理模式、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吧,代理模式中,代理类附加的是跟原始类无关的功能,而在装饰器模式中,装饰器类附加的是跟原始类相关的增强功能。