【设计模式基础】结构型模式 - 3 - 装饰者(Decorator)-优快云博客

本文探讨了Java I/O库如何通过装饰者模式为流处理器动态添加功能，详细解析了装饰者模式的组成元素及其实现，通过具体代码实例展示了模式的应用，最后以结构图形式总结了原始流处理器与链接流处理器之间的关系。

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1. 模式意图

动态地给一个对象添加一些额外的职责；Decorator模式相比生成子类更为灵活；(别名Wrapper)

有时候,我们需要为一个对象而不是整个类添加一些新的功能,如果使用继承机制来实现,不同的功能组合将会导致类的爆炸.

Component： 定义一个对象接口，可以给这些对象动态地添加职责；

ConcreteComponent： 定义一个对象，可以给这个对象添加一些职责；

Decrator： 维持一个指向Component对象的指针，并定义一个与Component接口一致的接口。

ConcreteDecratorA/B： 想组件添加职责；

Decrator将请求转发给它的Component对象，并有可能在转发请求前后执行一些附加的动作；

在由InputStream, OutStream, Reader 和 Writter代表的等级结构内部，有一些流处理器可以对另一些流处理器起到装饰作用，形成新的，具有改善了的功能的流处理器。装饰者模式是Java I/O库的整体设计模式:

例如一下代码:

try
{
    InputStream in = new DataInputStream(new FileInputStream("test.txt"));
}catch (FileNotFoundException e)
{
    e.printStackTrace();
}

这是一个典型的Decorator模式的使用， FileOutputStream相当于Component，DataOutputStream就是一个Decorator。

模式图如下：

根据输入流的源的类型，可以将这些流类分成两种，即 原始流类(Original Stream)和 连接流处理器(Wrapper Stream)：

原始流处理器：

原始流处理器接受一个Byte数组对象，String对象，FileDiscriptor对象或者不同类型的流源对象，以InputStream为例，原始流处理器包括以下四种：

ByteArrayIInputStream：为多线程的通信提供缓冲区操作功能，接受一个Byte数组作为流的源；

FileInputStream：建立一个与文件有关的输入流，接受一个File对象作为流的源；

PipedInputStream：可以与PipedOutputStream配合使用，用于读入一个数据管道的数据，接受一个PipedOutputStream作为源；

StringBufferInputStream：将一个字符串缓冲区转换为一个输入流，接受一个String对象作为流的源；

链接流处理器：

所谓链接流处理器，就是可以接受另一个流对象作为源，并对之进行功能扩展的类。InputStream类型的链接处理器包括以下几种，它们都接受另一个InputStream对象作为流源：

FilterInputStream：过滤输入流，它将另一个输入流作为流源，子类包括：

BufferedInputStream：用来从硬盘将数据读入到一个内存缓冲区，并从缓冲区提供数据；

DataInputStream：提供基于多字节的读取方法，可以读取原始类型的数据；

LineNumberInputStream：提供带有行计数功能的过滤输入流；

PushbackInputStream：提供特殊的功能，可以将已经读取的字节推回输入流中；

ObjectInputStream：可以将使用ObjectInputStream串行化的原始数据类型和对象重新并行化；

SequeneInputStream：可以将两个已有的输入流链接起来，形成一个输入流，从而将多个输入流排列构成一个输入流序列；

按照上面的这种原始流处理器和链接流处理器的划分，可以用下面的结构图来描述它们之间的关系：

上面的流处理器图跟装饰者模式的结构图有着显而易见的相同之处。

链接流对象接受一个原始流对象或者另外一个链接流对象作为流源，它们对流源的内部工作方法做了相应的改变，这种改变是装饰者所要达到的目的。例如：

BufferedInputStream装饰了InputSteam的内部工作方式，使得流的读入操作使用了缓冲机制。在使用了缓冲机制后，不会对每一次的流读入操作都产生一个物理的读盘操作，从而提高了程序的效率，在涉及到物理流的读入时，都应当使用这个装饰流类。