Java 设计模式之装饰者模式

本文知识点

  • 装饰者模式定义
  • 装饰者模式类图
  • 装饰者模式示例
  • 装饰者模式应用
  • 装饰者模式、适配器模式区别

1 什么是装饰者模式

装饰者模式(Decorator Pattern,有的也用 Wrapper Pattern)就是动态地把职责附加到已有对象上去,实现功能扩展。这种特性,使得装饰者模式提供了比继承更具有弹性的解决方案。

2 装饰者模式类图

在这里插入图片描述

3 装饰者模式示例代码

在project下新建Test.java(下面的代码块中是全部的代码,实际操作中应当按注释创建相应的类再将方法写入对应的类中)

// 抽象类 Girl
abstract class Girl {
    String description = "no particular";

    public String getDescription(){
        return description;
    }
}

// 美国女孩
class AmericanGirl extends Girl {
    public AmericanGirl() {
        description = "+AmericanGirl";
    }
}

// 国产妹子
class ChineseGirl extends Girl {
    public ChineseGirl() {
        description = "+ChineseGirl";
    }
}

// 装饰者
abstract class GirlDecorator extends Girl {
    public abstract String getDescription();
}

// 下面以美国女孩示例
// 给美国女孩加上金发
class GoldenHair extends GirlDecorator {

    private Girl girl;

    public GoldenHair(Girl g) {
        girl = g;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return girl.getDescription() + "+with golden hair";
    }

}

// 加上身材高大的特性
class Tall extends GirlDecorator {

    private Girl girl;

    public Tall(Girl g) {
        girl = g;
    }

    @Override
    public String getDescription() {
        return girl.getDescription() + "+is very tall";
    }

}


// 检验一下
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        Girl g1 = new AmericanGirl();
        System.out.println(g1.getDescription());

        GoldenHair g2 = new GoldenHair(g1);
        System.out.println(g2.getDescription());

        Tall g3 = new Tall(g2);
        System.out.println(g3.getDescription());

        // 你也可以一步到位
        // Girl g = new Tall(new GoldenHair(new AmericanGirl())); 
    }
}

编译运行结果为:
在这里插入图片描述

4 装饰者模式应用

当你需要动态地给一个对象添加功能,实现功能扩展的时候,就可以使用装饰者模式。

Java IO 类中有一个经典的装饰者模式应用, BufferedReader 装饰了 InputStreamReader.

BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
  • InputStreamReader(InputStream in) - InputSteamReader 读取 bytes
    字节内容,然后转换成 characters 流 输出。

  • BufferedReader(Reader in) - 从 characters 流中读取内容并缓存。

5 装饰者模式、适配器模式区别

  1. 关于新职责:适配器也可以在转换时增加新的职责,但其主要目的并不在此;而装饰者模式主要目的,就是给被装饰者增加新职责用的。

  2. 关于原接口:适配器模式是用新接口来调用原接口,原接口对新系统来说是不可见或者说不可用的;而装饰者模式原封不动的使用原接口,系统对装饰的对象也通过原接口来完成使用。

  3. 关于其包裹的对象:适配器是知道被适配者的详细情况的(就是那个类或那个接口);而装饰者只知道其接口是什么,至于其具体类型(是基类还是其他派生类)只有在运行期间才知道。

整理自实验楼教程

### 光流法C++源代码解析与应用 #### 光流法原理 光流法是一种在计算机视觉领域中用于追踪视频序列中运动物体的方法。它基于亮度不变性假设,即场景中的点在时间上保持相同的灰度值,从而通过分析连续帧之间的像素变化来估计运动方向和速度。在数学上,光流场可以表示为像素位置和时间的一阶导数,即Ex、Ey(空间梯度)和Et(时间梯度),它们共同构成光流方程的基础。 #### C++实现细节 在给定的C++源代码片段中,`calculate`函数负责计算光流场。该函数接收一个图像缓冲区`buf`作为输入,并初始化了几个关键变量:`Ex`、`Ey`和`Et`分别代表沿x轴、y轴和时间轴的像素强度变化;`gray1`和`gray2`用于存储当前帧和前一帧的平均灰度值;`u`则表示计算出的光流矢量大小。 #### 图像处理流程 1. **初始化和预处理**:`memset`函数被用来清零`opticalflow`数组,它将保存计算出的光流数据。同时,`output`数组被填充为白色,这通常用于可视化结果。 2. **灰度计算**:对每一像素点进行处理,计算其灰度值。这里采用的是RGB通道平均值的计算方法,将每个像素的R、G、B值相加后除以3,得到一个近似灰度值。此步骤确保了计算过程的鲁棒性和效率。 3. **光流向量计算**:通过比较当前帧和前一帧的灰度值,计算出每个像素点的Ex、Ey和Et值。这里值得注意的是,光流向量的大小`u`是通过`Et`除以`sqrt(Ex^2 + Ey^2)`得到的,再乘以10进行量化处理,以减少计算复杂度。 4. **结果存储与阈值处理**:计算出的光流值被存储在`opticalflow`数组中。如果`u`的绝对值超过10,则认为该点存在显著运动,因此在`output`数组中将对应位置标记为黑色,形成运动区域的可视化效果。 5. **状态更新**:通过`memcpy`函数将当前帧复制到`prevframe`中,为下一次迭代做准备。 #### 扩展应用:Lukas-Kanade算法 除了上述基础的光流计算外,代码还提到了Lukas-Kanade算法的应用。这是一种更高级的光流计算方法,能够提供更精确的运动估计。在`ImgOpticalFlow`函数中,通过调用`cvCalcOpticalFlowLK`函数实现了这一算法,该函数接受前一帧和当前帧的灰度图,以及窗口大小等参数,返回像素级别的光流场信息。 在实际应用中,光流法常用于目标跟踪、运动检测、视频压缩等领域。通过深入理解和优化光流算法,可以进一步提升视频分析的准确性和实时性能。 光流法及其C++实现是计算机视觉领域的一个重要组成部分,通过对连续帧间像素变化的精细分析,能够有效捕捉和理解动态场景中的运动信息
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