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Java中Decorate的三种实现方法

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-31
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每一位读过GoF的那本闻名的设计模式一书的人都会知道Decorator模式。现在,让我们暂时忘记所了解的Decorator概念,尝试着从我们的开发经验中去理解Decorator模式吧。

Decorator是用于装饰一个事物(或人)的另一个事物(或人)。一个Decorator直接改变被装饰对象的职责或特征,但是不能改变被装饰对象的自有属性。例如:一个镜框可以装饰图片,化妆品可以装饰女孩的脸等等。

从我们的专业角度来讨论一些存在的实例:

1 JScrollPane可以装饰JComponent的视图部分。JComponent本身并不会被改变,但是增加了一个新的属性(可滚动)。

2 BufferedInputStream是InputStream的装饰子,本身BufferedInputStream就是一个InputStream,但是它更快,因为提供了对数据的缓存。

3 考虑一下DebugButton,它与JButton一样,但是它在被点击时可以向日志文件添加消息。DebugButton是JButton的装饰子,因为它直接改变了JButton但并没有改变它的自有属性。

4 再又如ScrollOverButton,它增加了一个鼠标滑过的行为。当鼠标移出时它是平的,当鼠标经过时它具有一个凸起的边框。很显然,ScrollOverButton也是JButton的装饰子。

现在,我们知道Decorator可能有三种不同的实现:

1 继续(Inheritance)

2 封装(Wrapper)

3 外挂(External)

本文将讨论每一个实现模型,以及它们的优缺点。

继续

对于开发人员而言,最直观的Decorator实现就是:写一个派生类,它继续自被装饰类,并赋于新的职责。新的职责可以是通过增加方法或是修改已有方法来实现。

public class DebugButton extends JButton

{

public DebugButton()

{

addActionListener(new ActionListener()

{

System.out.println("debug message");

});

}

}

此外,我们也可以用相同的方式来实现ScrollOverButton:不是增加ActionListener,而是增加MouseListener。在MouseListener回调方法中改变JButton的边框,当mouseEntered()被调用时,将边框从EmpetyBorder变为RaisedBevelBorder。而当mouseExited()方法被调用时,再将边框从RaisedBevelBorder恢复成EmpetyBorder。

对于BufferedInputStream,同样实现也是非常简单的。修改每个读数据的方法,让它从内存缓冲区来读取数据。假如缓冲区是空的,它可以通过super.read()方法来获取数据并填充缓冲区。JScrollPane,要实现起来就有点复杂,下面我将讨论为什么它会比较难以用继续的方式来实现。

讨论一下继续方式实现Decorator模式的优点与缺点:

优点

1 我们几乎可以用这个方式实现所有的Decorator。

2 使用继续方式实现Decorator模式,可以保留被装饰类的原始类型,这一点是非常重要的。用继续方式,我们仍可以使用被装饰类的在被装饰之前的类型,例如,我们可以在我们的应用程序中使用crollOverButton代替JButton,但是JScrollPane就不能代替包含在它内部的对象。

缺点

1 用继续的方式仍不够直接。设想一下我们实现了ScrollOverButton和DebugButton,但是我们又需要实现一个既有ScrollOverButton特点又有DebugButton行为的按钮。怎么办?用继续方式我们唯一的选择就是再派生出一个ScrollOverDebugButton类。假如我们有了ScrollOverDebugButton的实现,那么是否还需要继续保留ScrollOverButton或DebugButton实现?因为我们可以为ScrollOverDebugButton增加两对方法来打开或关闭debug或scroll-over的行为:

public void setDebug(boolean b);

public boolean isDebug();

public void setScrollOver(boolean b);

public boolean isScrollOver();

再进一步考虑,假如将来我们有更多的装饰功能,增加新的U1,U2,......Un个行为。我们是不是要写一个类,叫U1U2...UnButton?它是不是要包括2n个这样的方法:

public void setU(boolean b);

public boolean getU;();

每增加一个新的行为(Un+1)给装饰器就需要增加两个新的方法,并要修改这个装饰器的代码实现。这明显与面向对象的思想相悖,可能会产生严重的后果。(注重:Javax.swing.JButton就是这样实现的)。

2 多数可视化对象的行为是由风格参数来指定的,而风格的改变是不可预知的。当风格发生了改变,我们不得不调整自己的改变。正如上面所述,使用继续的方式可能需要改变实现的代码。

3 要保证被装饰类的原始类型也不是一件轻易的事。我们需要重载每个构造子,有时甚至是静态方式。尽管这不困难,但总是相当麻烦的一件事。

用继续方式来实现Decorator模式并不象我们先前想像的那么简单。许多时候,我们并不知道将来我们需要哪一些装饰器,结果是,使用继续方式的Decorator在扩展性方面相当困难,并且与面向对象的原则会产生冲突。

封装(Wrapper)

封装实现最主要的思想是将被装饰的对象封装入Decorator模式中。Decorator将外界请求转发给封装的被装饰对象,并且在转发之前(或之后)执行自己新增的功能,或者也可以提供新的独立方法来实现新增功能。

让我们回到刚才的例子并且重新把它们用封装方式来实现:

1 BufferedInputStream是一个InputStream的封装,(关于这一点可以参考JDK中java.io.BufferedInputStream类的说明或源码)。尽管事实上BufferedInputStream也是InputStream的一个派生类。作为封装,在BufferedInputStream的构造子中获取了另一个InputStream对象,并且将它作为实例变量保存起来,然后它可以转发请求到这个内置的InputStream对象中。我们可以使用BufferedInputStream在我们原来使用InputStream场合。

2 JScrollPane也是一个封装的实现。它转发请求到被封装的组件中(它们被称之为视图)。要注重的是,我们不能够使用JScrollPane代替它内部的组件,因为它不支持所有的视图功能。例如,在JScrollPane的getFont()返回的是JScrollPane的字体而不是视图的字体。

3 我们可以用这种方式实现DebugButton:

 
 
 
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