JAVA设计模式之-装饰者模式

本文介绍装饰者模式的概念、设计原则及应用案例。装饰者模式允许在不改变原类的情况下动态拓展对象的功能,通过创建装饰类包裹真实对象实现。文中详细解析了星巴克咖啡案例,展示如何通过装饰者模式为咖啡添加不同配料。

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定义

装饰者模式:在不改变原类文件以及不使用继承的情况下,动态地将责任附加到对象上,从而实现动态拓展一个对象的功能。它是通过创建一个包装对象,也就是装饰来包裹真实的对象。

设计原则

开放-关闭原则:类应该对拓展开放,对修改关闭

类图

这里写图片描述

1、Component是基类。通常是一个抽象类或者一个接口,定义了属性或者方法,方法的实现可以由子类实现或者自己实现。通常不会直接使用该类,而是通过继承该类来实现特定的功能,它约束了整个继承树的行为。比如说,如果Component代表人,即使通过装饰也不会使人变成别的动物。
2、ConcreteComponent是Component的子类,实现了相应的方法,它充当了“被装饰者”的角色。
3、Decorator也是Component的子类,它是装饰者共同实现的抽象类(也可以是接口)。比如说,Decorator代表衣服这一类装饰者,那么它的子类应该是T恤、裙子这样的具体的装饰者。
4、ConcreteDecorator是Decorator的子类,是具体的装饰者,由于它同时也是Component的子类,因此它能方便地拓展Component的状态(比如添加新的方法)。每个装饰者都应该有一个实例变量用以保存某个Component的引用,这也是利用了组合的特性。在持有Component的引用后,由于其自身也是Component的子类,那么,相当于ConcreteDecorator包裹了Component,不但有Component的特性,同时自身也可以有别的特性,也就是所谓的装饰。

实例

下面就以一个经典案例星巴克咖啡说明:

Step 1、创建Component基类

public abstract class Beverage {
    protected String description = "Unknown Beverage";

    public String getDescription() {
        return description;
    }

    public abstract double cost();
}

Step 2、创建被装饰者——ConcreteComponent

public class DarkRoast extends Beverage {
    public DarkRoast() {
        description = "Dark Roast Coffee";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return .99;
    }
}
public class Espresso extends Beverage {

    public Espresso() {
        description = "Espresso";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1.99;
    }
}
public class HouseBlend extends Beverage {
    public HouseBlend() {
        description = "House Blend Coffee";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return .89;
    }
}
public class LowCaffeine extends Beverage {
    public LowCaffeine() {
        description = "Low Caffeine Coffee";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return 1.05;
    }
}

Step 3、创建装饰者基类-Decorator

public abstract class CondimentDecorator extends Beverage {
    public abstract String getDescription();
}

Step 4、创建具体装饰者-ConcreteDecorator

public class Milk extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Milk(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Milk";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return beverage.cost() + .10;
    }
}
public class Mocha extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Mocha(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Mocha";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return beverage.cost() + .20;
    }
}
public class Soy extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Soy(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Soy";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return beverage.cost() + .15;
    }
}
public class Whip extends CondimentDecorator {
    Beverage beverage;

    public Whip(Beverage beverage) {
        this.beverage = beverage;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return beverage.getDescription() + ",Whip";
    }

    @Override
    public double cost() {
        return beverage.cost() + .10;
    }
}

step5:使用

    Beverage beverage = new HouseBlend();
    beverage = new Soy(beverage);
    beverage = new Mocha(beverage);
    beverage = new Whip(beverage);
    Log.e("Test",beverage.getDescription() + " ¥" + beverage.cost());

逻辑图:

这里写图片描述

特点

以上就是装饰者模式的一个小栗子,讲述了装饰者的基本用法。通过上述的例子,我们可以总结一下装饰者模式的特点。
(1)装饰者和被装饰者有相同的接口(或有相同的父类)。
(2)装饰者保存了一个被装饰者的引用。
(3)装饰者接受所有客户端的请求,并且这些请求最终都会返回给被装饰者(参见韦恩图)。
(4)在运行时动态地为对象添加属性,不必改变对象的结构。

使用装饰者模式的最大好处就是其拓展性十分良好,通过使用不同的装饰类来使得对象具有多种多样的属性,灵活性比直接继承好。然而它也有缺点,那就是会出现很多小类,即装饰类,使程序变得复杂。

应用

学习了装饰者模式用法、特点以及优缺点后,我们再来看看装饰者模式在实际开发过程的应用。装饰者模式在Java中经常出现的地方就是JavaIO。提到JavaIO,脑海中就冒出了大量的类:InputStream、FileInputStream、BufferedInputStream……等,真是头都大了,其实,这里面大部分都是装饰类,只要弄清楚这一点就容易理解了。我们来看看JavaIO是怎样使用装饰者模式的。
从字符流来分析,我们知道,有两个基类,分别是InputStream和OutputStream,它们也就是我们上面所述的Component基类。接着,它有如下子类:FileInputStream、StringBufferInputStream等,它们就代表了上面所述的ConcreteComponent,即装饰对象。此外,InputStream还有FilterInputStream这个子类,它就是一个抽象装饰者,即Decorator,那么它的子类:BufferedInputStream、DataInputStream等就是具体的装饰者了。那么,从装饰者模式的角度来看JavaIO,是不是更加容易理解了呢?

资源下载链接为: https://pan.quark.cn/s/22ca96b7bd39 在 IT 领域,文档格式转换是常见需求,尤其在处理多种文件类型时。本文将聚焦于利用 Java 技术栈,尤其是 Apache POI 和 iTextPDF 库,实现 doc、xls(涵盖 Excel 2003 及 Excel 2007+)以及 txt、图片等格式文件向 PDF 的转换,并实现在线浏览功能。 先从 Apache POI 说起,它是一个强大的 Java 库,专注于处理 Microsoft Office 格式文件,比如 doc 和 xls。Apache POI 提供了 HSSF 和 XSSF 两个 API,其中 HSSF 用于读写老版本的 BIFF8 格式(Excel 97-2003),XSSF 则针对新的 XML 格式(Excel 2007+)。这两个 API 均具备读取和写入工作表、单元格、公式、样式等功能。读取 Excel 文件时,可通过创建 HSSFWorkbook 或 XSSFWorkbook 对象来打开相应格式的文件,进而遍历工作簿中的每个 Sheet,获取行和列数据。写入 Excel 文件时,创建新的 Workbook 对象,添加 Sheet、Row 和 Cell,即可构建新 Excel 文件。 再看 iTextPDF,它是一个用于生成和修改 PDF 文档的 Java 库,拥有丰富的 API。创建 PDF 文档时,借助 Document 对象,可定义页面尺寸、边距等属性来定制 PDF 外观。添加内容方面,可使用 Paragraph、List、Table 等元素将文本、列表和表格加入 PDF,图片可通过 Image 类加载插入。iTextPDF 支持多种字体和样式,可设置文本颜色、大小、样式等。此外,iTextPDF 的 TextRenderer 类能将 HTML、
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