设计模式之装饰模式

本文深入探讨了装饰模式的原理,包括其优点、缺点、实现细节及案例。装饰模式允许在不修改原有类的基础上动态扩展功能,适用于IO流、Servlet API及Struts2等场景。文章对比了装饰模式与桥接模式,帮助读者理解两种模式的应用差异。

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装饰模式指的是在不必改变原类文件和使用继承的情况下,动态地扩展一个对象的功能。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。

装饰模式的优缺点

优点

  • 扩展对象功能比继承灵活,不会导致类的个数急剧增加
  • 可以对一个对象进行多次修饰,创建出不同行为的组合,得到功能更加强大的对象
  • 具体构建类和具体修饰类可以独立变化
    缺点
  • 产生很多小的对象。大量小的对象会占用内存,一定程度上影响性能
  • 装饰模式容易出错,调试排查比较麻烦

实现细节

  • Component抽象构件角色
    真实对象和装饰对象有相同的接口。这样,客户端对象就能够以与真实对象相同的方式同装饰对象交互
  • ConcreteComponent具体构件角色(真实对象)
    io中的FileInputStream,FileOutputStream
  • Decorator装饰角色
    持有一个抽象构件的引用。装饰对象接受客户端的请求,并把这些请求转发给真实的对象,这样就在真实的对象调用前后增加新的功能
  • ConcreteDecorator具体装饰角色
    负责给构件对象增加新的责任

案例

创建ICar接口,里面定义一个move方法
创建SupserCar,FlyCar(会飞的车),SwimCar(会游泳的车),AICar(自动车)

package decorator;


/**
 * 抽象构建
 * @author Administrator
 *
 */
public interface ICar {
	void move();
}

//ConcreteComponent 具体构件角色(真实对象)
class Car implements ICar {
	public void move() {
		System.out.println("陆地上跑!");
	}
}

//Decorator装饰角色
class SuperCar implements ICar {
	protected ICar car;
	public SuperCar(ICar car) {
		super();
		this.car = car;
	}

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

//ConcreteDecorator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();
	}
	
}

//ConcreteDecorator具体装饰角色
class WaterCar extends SuperCar {
	
	public WaterCar(ICar car) {
		super(car);
	}
	
	public void swim(){
		System.out.println("水上游!");
	}
	
	@Override
	public void move() {
		super.move();
		swim();
	}
	
}

//ConcreteDecorator具体装饰角色
class AICar extends SuperCar {
	
	public AICar(ICar car) {
		super(car);
	}
	
	public void autoMove(){
		System.out.println("自动跑!");
	}
	
	@Override
	public void move() {
		super.move();
		autoMove();
	}
	
}

创建测试类Client

package decorator;


public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		Car car  = new Car();
		car.move();
		
		System.out.println("增加新的功能,飞行----------");
		FlyCar flycar = new FlyCar(car);
		flycar.move();
		
		System.out.println("增加新的功能,水里游---------");
		WaterCar  waterCar = new WaterCar(car);
		waterCar.move();
		
		System.out.println("增加两个新的功能,飞行,水里游-------");
		WaterCar waterCar2 = new WaterCar(new FlyCar(car));
		waterCar2.move();
	}
}

测试结果

在这里插入图片描述

开发中使用的场景:

  • IO中输入流和输出流的设计
  • Servlet API 中提供了一个request对象的Decorator设计模式的默认实 现类HttpServletRequestWrapper,HttpServletRequestWrapper 类,增强了request对象的功能。
  • Struts2中,request,response,session对象的处理

总结

装饰模式降低系统的耦合度,可以动态的增加或删除对象的职责,并使得需要装饰的具体构建类和具体装饰类可以独立变化,以便增加新 的具体构建类和具体装饰类。

装饰模式和桥接模式的区别

两个模式都是为了解决过多子类对象问题。但他们的诱因不一样。
桥接模式是对象自身现有机制沿着多个维度变化,是既有部分不稳定。装饰模式是为了增加新的功能。

基于数据挖掘的音乐推荐系统设计与实现 需要一个代码说明,不需要论文 采用python语言,django框架,mysql数据库开发 编程环境:pycharm,mysql8.0 系统分为前台+后台模式开发 网站前台: 用户注册, 登录 搜索音乐,音乐欣赏(可以在线进行播放) 用户登陆时选择相关感兴趣的音乐风格 音乐收藏 音乐推荐算法:(重点) 本课题需要大量用户行为(如播放记录、收藏列表)、音乐特征(如音频特征、歌曲元数据)等数据 (1)根据用户之间相似性或关联性,给一个用户推荐与其相似或有关联的其他用户所感兴趣的音乐; (2)根据音乐之间的相似性或关联性,给一个用户推荐与其感兴趣的音乐相似或有关联的其他音乐。 基于用户的推荐和基于物品的推荐 其中基于用户的推荐是基于用户的相似度找出相似相似用户,然后向目标用户推荐其相似用户喜欢的东西(和你类似的人也喜欢**东西); 而基于物品的推荐是基于物品的相似度找出相似的物品做推荐(喜欢该音乐的人还喜欢了**音乐); 管理员 管理员信息管理 注册用户管理,审核 音乐爬虫(爬虫方式爬取网站音乐数据) 音乐信息管理(上传歌曲MP3,以便前台播放) 音乐收藏管理 用户 用户资料修改 我的音乐收藏 完整前后端源码,部署后可正常运行! 环境说明 开发语言:python后端 python版本:3.7 数据库:mysql 5.7+ 数据库工具:Navicat11+ 开发软件:pycharm
MPU6050是一款广泛应用在无人机、机器人和运动设备中的六轴姿态传感器,它集成了三轴陀螺仪和三轴加速度计。这款传感器能够实时监测并提供设备的角速度和线性加速度数据,对于理解物体的动态运动状态至关重要。在Arduino平台上,通过特定的库文件可以方便地与MPU6050进行通信,获取并解析传感器数据。 `MPU6050.cpp`和`MPU6050.h`是Arduino库的关键组成部分。`MPU6050.h`是头文件,包含了定义传感器接口和函数声明。它定义了类`MPU6050`,该类包含了初始化传感器、读取数据等方法。例如,`begin()`函数用于设置传感器的工作模式和I2C地址,`getAcceleration()`和`getGyroscope()`则分别用于获取加速度和角速度数据。 在Arduino项目中,首先需要包含`MPU6050.h`头文件,然后创建`MPU6050`对象,并调用`begin()`函数初始化传感器。之后,可以通过循环调用`getAcceleration()`和`getGyroscope()`来不断更新传感器读数。为了处理这些原始数据,通常还需要进行校准和滤波,以消除噪声和漂移。 I2C通信协议是MPU6050与Arduino交互的基础,它是一种低引脚数的串行通信协议,允许多个设备共享一对数据线。Arduino板上的Wire库提供了I2C通信的底层支持,使得用户无需深入了解通信细节,就能方便地与MPU6050交互。 MPU6050传感器的数据包括加速度(X、Y、Z轴)和角速度(同样为X、Y、Z轴)。加速度数据可以用来计算物体的静态位置和动态运动,而角速度数据则能反映物体转动的速度。结合这两个数据,可以进一步计算出物体的姿态(如角度和角速度变化)。 在嵌入式开发领域,特别是使用STM32微控制器时,也可以找到类似的库来驱动MPU6050。STM32通常具有更强大的处理能力和更多的GPIO口,可以实现更复杂的控制算法。然而,基本的传感器操作流程和数据处理原理与Arduino平台相似。 在实际应用中,除了基本的传感器读取,还可能涉及到温度补偿、低功耗模式设置、DMP(数字运动处理器)功能的利用等高级特性。DMP可以帮助处理传感器数据,实现更高级的运动估计,减轻主控制器的计算负担。 MPU6050是一个强大的六轴传感器,广泛应用于各种需要实时运动追踪的项目中。通过 Arduino 或 STM32 的库文件,开发者可以轻松地与传感器交互,获取并处理数据,实现各种创新应用。博客和其他开源资源是学习和解决问题的重要途径,通过这些资源,开发者可以获得关于MPU6050的详细信息和实践指南
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