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Java设计模式之修饰模式篇(1、2

来源:广东网    更新时间:2007/12/17 22:40:16  阅读[7252]

软件中的修饰者(decorator),和手机的外壳一样,封装了一些可以替换的功能。例如下面是一段替换Swing中表模型的代码:
   TableSortDecorator sortDecorator = new TableSortDecorator(table.getModel());
    table.setModel(sortDecorator);

  在这段代码中,程序首先将表模型包装在一个修饰对象中。以后当表对它的模型进行操作的时候,它实际上操作的是排序修饰对象(sortDecorator),该修饰对象在表模型中加入了排序功能,而将其他基本的功能委托给缺省的表模型,在修饰模型中,这个缺省的表模型又被称为真实对象(real subject)。
  在Java的编程中,基类和子类的继承关系在编译的时候就被固定了,就像手机的天线和话筒一样。由于继承关系是静态的,开发人员无法在程序运行时改变对象的行为。但是通过修饰者开发人员可以在运行时拼装对象,因此修饰模式提供了一种比继承更灵活的功能扩充模式。
  修饰模式(Decorator Pattern)
  在运行时将特定的功能绑定在对象上,这就是修饰模式的核心。修饰模式比继承更加灵活,因为后者是在编译时就将特定的功能绑定到类上。
  下面然我们来看一个简单的I/O例子:
  FileReader frdr = new FileReader(filename);
  LineNumberReader lrdr = new LineNumberReader(frdr);

  这段代码中创建了一个Reader:lrdr。它从一个文件中读取数据并跟踪文件的行号。在第一行创建的frdr对象能够从文件中读取数据,而第二行给lrdr增加了跟踪行号的功能。在运行时(runtime),修饰者将方法调用传递给它所修饰的真实对象。在上面的例子中,lrdr将方法调用传递给它修饰的真实对象frdr。修饰者除了能够进行方法传递外,还能够增加类的功能。例如在上面的例子中,lrdr能够跟踪当前的文件流读入数据的行号。
  而下面的例子显示了如何在程序中使用修饰者lrdr。程序将数据按行从文件中读出后,加上行号输出到屏幕上。
    try {
    LineNumberReader lrdr = new LineNumberReader(new FileReader(filename));
    for(String line; (line = lrdr.readLine()) != null;)rticle.txt {
    System.out.print(lrdr.getLineNumber() + ":\t" + line);
    }
    }
    catch(java.io.FileNotFoundException fnfx) {
    fnfx.printStackTrace();
    }
    catch(java.io.IOException iox) {
    iox.printStackTrace();
    }
修饰者的静态和动态特性
  工程学上经常提到静态和动态的概念。静态方法研究那些变化或位移相对较小的对象,例如桥梁或建筑,而动态方法研究那些变化和移动较快的对象,例如发动机。在软件工程中也有相应的概念,静态方法研究在编译时类之间的关系,而动态方法研究在运行时类参与的一些的事件。在这一节中,我将用UML类图来展示修饰者的静态特性,用UML时序图来展示修饰者的动态特性。
  修饰者的静态特性
  修饰者通过增加功能来修饰被修饰对象(Decorated,也就是真实对象)。下面的UML类图展示了修饰者和真实对象之间的关系。
        
          图1 修饰者和被修饰者的关系
  修饰者继承了被修饰者或者实现了被修饰者的接口,同时修饰者还保存了对被修饰者实例的引用,这个实例就是修饰者修饰的对象。为了说明这些类在到底是如何关联的,图2中举了一个Java SDK的java.io.package中的实际例子。
       
         图2 一个真实的修饰模型例子

  BufferedReader和FilterReader就是图1中演示的抽象类,他们都继承了抽象类Reader,并且将方法调用传递给Reader对象。由于继承了修饰者类,因此LineNumberReader和PushbackReader也是修饰者类。
  修饰者的动态特性
  在运行时,修饰者将方法调用传递给被修饰者,如图3所示:
         
         图3 修饰者的动态特性

//Test.java
  import java.awt.*;
  import java.awt.event.*;
  import java.util.Locale;
  import java.util.ResourceBundle;

  import javax.swing.*;
  import javax.swing.table.*;
  public class Test extends JFrame {
  public static void main(String args[]) {
  SwingApp.launch(new Test(), "排序修饰者",
  300, 300, 450, 250);
  }
  public Test() {
  // 生成修饰者的实例,该实例用于修饰Swing Table原有的表模型
  // 该实例必须是final的,因为它会被内嵌类引用。
  final TableSortDecorator decorator =
  new TableBubbleSortDecorator(table.getModel());
  // 将表的模型设定为修饰者。因为修饰者实现了TableModel接口,
  // 因此Swing Table对象不知道修饰者和真实对象之间的差别。
  table.setModel(decorator);
  getContentPane().add(new JScrollPane(table),
  BorderLayout.CENTER);
  // 在界面中添加一个状态区
  getContentPane().add(SwingApp.getStatusArea(),
  BorderLayout.SOUTH);
  SwingApp.showStatus("进行排序前");
  // 获得对表中列头的引用。
  JTableHeader hdr = (JTableHeader)table.getTableHeader();
  // 当单击鼠标单击列头时,调用修饰者的sort()方法。
  hdr.addMouseListener(new MouseAdapter() {
  public void mouseClicked(MouseEvent e) {
  TableColumnModel tcm = table.getColumnModel();
  int vc = tcm.getColumnIndexAtX(e.getX());
  int mc = table.convertColumnIndexToModel(vc);
  // 进行排序
  decorator.sort(mc);
  // 更新状态区
  SwingApp.showStatus(headers[mc] + " 排序中");
  }
  });
  }
  final String[] headers = { "品名", "价格/每斤." };
  JTable table = new JTable(new Object[][] {
  {"苹果", "1.2"}, {"芒果", "4"},
  {"柠檬", "2.5"},{"香蕉", "0.8"},
  {"桔子", "1.8"}, {"西瓜", "0.5"},
  {"橘子", "2.5"}, {"樱桃", "3.6"},
  {"柚子", "0.8"}, {"葡萄", "2.2"},
  }, headers);
  }
  class SwingApp extends WindowAdapter {
  private SwingApp() {} // 该类不能被初始化
  public static void launch(final JFrame f, String title,
  final int x, final int y,
  final int w, int h) {
  launch(f,title,x,y,w,h,null);
  }
  public static void launch(final JFrame f, String title,
  final int x, final int y,
  final int w, int h,
  String propertiesFilename) {
  statusArea.setBorder(BorderFactory.createEtchedBorder());
  statusArea.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT,0,0));
  statusArea.add(status);
  status.setHorizontalAlignment(JLabel.LEFT);
  if(propertiesFilename != null) {
  resources = ResourceBundle.getBundle(
  propertiesFilename, Locale.getDefault());
  }
  f.setTitle(title);
  f.setBounds(x,y,w,h);
  f.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
  f.setVisible(true);
  }
  static public JPanel getStatusArea() {
  return statusArea;
  }
  static public void showStatus(String s) {
  status.setText(s);
  }
  static Object getResource(String key) {
  if(resources != null) {
  return resources.getString(key);
  }
  return null;
  }
  static private JPanel statusArea = new JPanel();
  static private JLabel status = new JLabel(" ");
  static private ResourceBundle resources;
  }

 

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