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Java IO 包中的Decorator模式

王朝java/jsp·作者佚名  2008-05-31
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JDK为程序员提供了大量的类库,而为了保持类库的可重用性,可扩展性和灵活性,其中使用到了大量的设计模式,本文将介绍JDK的I/O包中使用到的Decorator模式,并运用此模式,实现一个新的输出流类。

Decorator模式简介

Decorator模式又名包装器(Wrapper),它的主要用途在于给一个对象动态的添加一些额外的职责。与生成子类相比,它更具有灵活性。

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,比如,给一个文本区添加一个滚动条的功能。我们可以使用继续机制来实现这一功能,但是这种方法不够灵活,我们无法控制文本区加滚动条的方式和时机。而且当文本区需要添加更多的功能时,比如边框等,需要创建新的类,而当需要组合使用这些功能时无疑将会引起类的爆炸。

我们可以使用一种更为灵活的方法,就是把文本区嵌入到滚动条中。而这个滚动条的类就相当于对文本区的一个装饰。这个装饰(滚动条)必须与被装饰的组件(文本区)继续自同一个接口,这样,用户就不必关心装饰的实现,因为这对他们来说是透明的。装饰会将用户的请求转发给相应的组件(即调用相关的方法),并可能在转发的前后做一些额外的动作(如添加滚动条)。通过这种方法,我们可以根据组合对文本区嵌套不同的装饰,从而添加任意多的功能。这种动态的对对象添加功能的方法不会引起类的爆炸,也具有了更多的灵活性。

以上的方法就是Decorator模式,它通过给对象添加装饰来动态的添加新的功能。如下是Decorator模式的UML图:

Component为组件和装饰的公共父类,它定义了子类必须实现的方法。

ConcreteComponent是一个具体的组件类,可以通过给它添加装饰来增加新的功能。

Decorator是所有装饰的公共父类,它定义了所有装饰必须实现的方法,同时,它还保存了一个对于Component的引用,以便将用户的请求转发给Component,并可能在转发请求前后执行一些附加的动作。

ConcreteDecoratorA和ConcreteDecoratorB是具体的装饰,可以使用它们来装饰具体的Component。

java IO包中的Decorator模式

JDK提供的java.io包中使用了Decorator模式来实现对各种输入输出流的封装。以下将以java.io.OutputStream及其子类为例,讨论一下Decorator模式在IO中的使用。

首先来看一段用来创建IO流的代码:

以下是代码片段:

try {

OutputStream out = new DataOutputStream(new FileOutputStream("test.txt"));

} catch (FileNotFoundException e) {

e.PRintStackTrace();

}

这段代码对于使用过JAVA输入输出流的人来说再熟悉不过了,我们使用DataOutputStream封装了一个FileOutputStream。这是一个典型的Decorator模式的使用,FileOutputStream相当于Component,DataOutputStream就是一个Decorator。将代码改成如下,将会更轻易理解:

以下是代码片段:

try {

OutputStream out = new FileOutputStream("test.txt");

out = new DataOutputStream(out);

} catch(FileNotFoundException e) {

e.printStatckTrace();

}

由于FileOutputStream和DataOutputStream有公共的父类OutputStream,因此对对象的装饰对于用户来说几乎是透明的。下面就来看看OutputStream及其子类是如何构成Decorator模式的:

OutputStream是一个抽象类,它是所有输出流的公共父类,其源代码如下:

以下是代码片段:

public abstract class OutputStream implements Closeable, Flushable {

public abstract void write(int b) throws IOException;

...

}

它定义了write(int b)的抽象方法。这相当于Decorator模式中的Component类。

ByteArrayOutputStream,FileOutputStream 和 PipedOutputStream 三个类都直接从OutputStream继续,以ByteArrayOutputStream为例:

 
 
 
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