处理流(概念)以及装饰器模式

本文探讨了装饰模式在Java中的应用,特别是如何利用该模式优化IO流操作,提升程序性能。通过实例演示了装饰模式如何动态地为对象添加新功能,而无需修改其结构,实现了灵活的对象功能扩展。

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处理流:因为IO流的操作是影响程序性能的一个瓶颈,于是有了处理流,提高效率和性能,
 *      有了节点流才会有处理流。用了装饰器模式。
 * 装饰模式(包装器模式):降低系统的耦合度,动态的为一个对象增加新的功能或删除不要的功能。
 *  是一种用于代替继承的技术,无需通过继承增加子类就能扩展对象的新功能。使用对象的
 *  关联关系代替继承关系,更加灵活,同时避免类型体系的快速膨胀。使得具体构建角色(真实对象)和
 *  具体装饰角色可以独立变化,以便增加新的具体构建角色和具体装饰角色。可以对一个对象进行多次装饰,
 *  创造出不同行为的组合,得到功能更加强大的对象。
 *  但也存在弊端:产生很多小对象,大量小对象占据内存,一定程度上影响性能。
 *     装饰模式易于出错,调试排查比较麻烦。
 *实现细节:
 * 1.Component抽象构建角色:真实对象和装饰对象有相同的接口,这样,客户端对象能够
 *   以真实对象相同的方式同装饰对象交互。
 * 2.ConcreteComponent具体构建角色(真实对象):io流中的FileInPutStream、FileOutPutStream
 * 3.Decorator装饰角色:持有一个抽象构件的引用,装饰对象接受所有客户端的请求,并把这些
 *   请求转发给真实的对象,这样,就能在真实对象调用前后增加新的功能。
 * 4.ConcreteDecorator:具体装饰角色:负责给构件对象增加新的责任。
**
 *抽象构件角色
 */
public interface ICar {
     void move();
}

/**
 * 具体构件角色(真实对象)
 */
class Car implements ICar{

    @Override
    public void move() {
        System.out.println("在路上跑");
    }
}

/**
 * 装饰角色
 */
class SuperCar implements ICar{
    protected ICar car;

    public SuperCar(ICar car) {
        this.car = car;
    }


    @Override
    public void move() {
        car.move();
    }
}

/**
 * 具体装饰角色
 */
class FlyCar extends SuperCar{

    public FlyCar(ICar car) {
        super(car);
    }

    public void fly(){
        System.out.println("天上飞");
    }

    @Override
    public void move() {
        super.move();
        fly();
    }
}
class WaterCar extends SuperCar{

    public WaterCar(ICar car) {
        super(car);
    }

    public void water(){
        System.out.println("水上游");
    }

    @Override
    public void move() {
        super.move();
        water();
    }
}
class AICar extends SuperCar{

    public AICar(ICar car) {
        super(car);
    }

    public void autoMove(){
        System.out.println("自动驾驶");
    }

    @Override
    public void move() {
        super.move();
        autoMove();
    }
}

调用

        Car car = new Car();
        car.move();
        System.out.println("增加一个新功能");
        FlyCar flyCar = new FlyCar(car);
        flyCar.move();
        System.out.println("增加两个新功能");
        WaterCar waterCar = new WaterCar(flyCar);
        waterCar.move();
        System.out.println("增加三个新功能");
        AICar aiCar = new AICar(waterCar);
        aiCar.move();

结果:

在路上跑
增加一个新功能
在路上跑
天上飞
增加两个新功能
在路上跑
天上飞
水上游
增加三个新功能
在路上跑
天上飞
水上游
自动驾驶

 

### 装饰器模式概念 装饰器模式是一种结构型设计模式,它允许通过一种灵活的方式动态地为对象添加新的行为或功能,而无需修改原有类的定义[^3]。该模式的核心在于能够将新特性附加到已有的对象上而不影响其他对象的行为。 #### 特点 - **灵活性**:可以在运行时决定是否以及如何增强某个特定的对象实例。 - **解耦合**:原对象与其扩展部分分离,两者可以独立演化。 - **可组合性**:多个装饰者可以堆叠在一起形成复杂的功能集合。 ### 实现方式 通常情况下,装饰器会持有对组件接口的具体实现对象的引用,并提供相同的接口以便客户端代码能透明地调用方法。当请求传递给装饰器时,它可以执行额外的操作后再转发给内部持有的真实主题对象处理。 ```java // 定义一个抽象组件 Component 接口 public interface Coffee { String getDescription(); double getCost(); } // 创建具体组件 ConcreteComponent 类 class SimpleCoffee implements Coffee { @Override public String getDescription() { return "Simple coffee"; } @Override public double getCost() { return 0.99; } } // 抽象装饰器 Decorator 继承自 Component 并持有一个指向它的引用 abstract class CoffeeDecorator implements Coffee { protected final Coffee decoratedCoffee; public CoffeeDecorator(Coffee c) { this.decoratedCoffee = c; } // 默认委托给被装饰的对象 @Override public String getDescription() { return decoratedCoffee.getDescription(); } @Override public double getCost() { return decoratedCoffee.getCost(); } } // 具体装饰器 ConcreteDecoratorA 添加奶泡 class WithMilk extends CoffeeDecorator { public WithMilk(Coffee c) { super(c); } @Override public String getDescription() { return super.getDescription() + ", with milk"; } @Override public double getCost() { return super.getCost() + 0.25; } } ``` 上述例子展示了如何利用装饰器模式来构建具有不同特性的咖啡饮品。`WithMilk` 是 `Coffee` 的一个装饰器,在保持原始 API 不变的情况下增加了牛奶选项及其价格。 ### 应用场景 1. 用户界面开发中用于创建带有边框或其他视觉效果的小部件。 2. 流式API(如Java I/O库),其中输入/输出流可以通过各种过滤器链进行转换。 3. 日志记录、事务管理等功能增强现有服务的方法调用。 4. 动态代理框架中的拦截机制也体现了类似的思路。
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